Fizikaviy hossalari - Umumiy kimyo va kimyoviy texnologiya

|
Umumiy kimyo va kimyoviy texnologiya
|
bet | 38/100 | Sana | 14.02.2024 | Hajmi | 7,78 Mb. | | #156402 |
Bog'liq portal.guldu.uz-“ORGANIK KIMYО ”Fizikaviy hossalari. Divinil oddiy sharoitda gaz, qaynash temperaturasi-450, suyuqlanish temperaturasi –108,90. Izopren, dimetilbutadien, xloropren va boshqa dien uglevodorodlar normal sharoitda suyuqlik. Dien uglevodorodlarda ham fizik xossalar to`yingan va to`yinmagan uglevodorodlarning gomologik qatoridagi kabi ma`lum tartibda o`zgaradi.
Izopren suyuqlik, qaynash temperaturasi 34,10, suyuqlanish temperaturasi esa -146,00. Dimetilbutadien ham suyuqlik, qaynash temperaturasi 68,80, suyuqlanish temperatursi – 760.
Ximiyaviy xossalari. Konyugirlangan qo`sh bog`li uglevodorodlar boshqa dien uglevodorodlarga (kumulyaciyalangan va ajratilgan) qaraganda reakciyaga birmuncha oson kirishadi. Undan tashqari, ular birikish reakciyasiga uchratilganda o`ziga hos xususiyatlarini namoyon qiladi. Masalan, divinilga brom ta`sir ettirilsa brom olefinlar yoki kumulyaciyalangan va ajratilgan qo`sh bogli dienlarjagidan farqli o`larok zanjir uchlaridagi uglerodlarga birikadi (1,4- birikish). Natijada ikkita qo`sh bog`li o`rniga bitta qo`sh bog`li hosil bo`ladi:
1,3–butadien 1,4–dibrom-2-buten
Konyugirlangan qo`sh bog`li uglevodorodlarga bir valentli ikkita atom yoki radikal, asosan, 1,4 holatdagi uglerod atomlarlariga birikishini Tile tushuntirgan va shuning uchun Tile nazariyasi deyiladi. Bu nazariyaga ko`ra, qo`sh bog`li vositasida bog`langan har qanday uglerod atomlarida biriktirib olish qobiliyati bo`lib, ularning ximiyaviy reakciyaga moyilligi saqlanib qoladi, ya`ni ularda parcial (koldik) valentlik bo`ladi. Parcial valentlik punktir chiziq bilan ko`rsatilgan.
СН2 = СН2
Olefinlarga brom molekulasi biriktirilganda ugleroddagi parcial valentliklar bittadan brom atomini tortadi, natijada ugleroddagi qo`sh bog`ning bittasi uzilib, to`yingan birikma hosil bo`ladi. Etilenning brom molekulasini biriktirib dibrometan hosil qilishi bunga misol bo`la oladi. Konyugtrlangan qo`sh bog`li uglevodorodlardagi, masalan divinil molekulasidagi uglerod atomlarining hammasida ham parcial valentlik bor.
СН2 = СН СН = СН2
Ammo, ikkinchi va uchinchi uglerod atomlarining parcial valentliklari o`zaro bir-birni to`yintirib qo`yadi, birinchi va to`rtinchi uglerod atomlariniki esa to`yinmagan holda qoladi. Ularga brom biriktirilganda to`yinmay qolgan parcial
СН2 = СН СН = СН2
Valentlar o`zigabromni tortadi, ya`ni brom 1,4 holatdagi uglerod atomlariga yo`naladi. Natijada 1 va 2 hamda 3 va 4 uglerodlar orasidagi qo`sh bog uziladi, 2 va 3-holatdagi uglerodlarning bo`sh qolgan valentliklari o`zaro birikib yangi qo`sh bog` hosil qiladi. Bu qo`shbog` valentlik paydo bo`ladi:
1,4 – dibrombuten – 2
Shuni ham aytish kerakki, konyugirlangan qo`sh bog`li uglevodorodlarda boshqa atomlar faqatgina 1,4-holatidagi uglerod atomlariga emas, balki boshqa holatdagi uglerod atomlariga ham birikadi. Shuning uchun ham Tile nazariyasini umumiy nazariya deb bo`lmaydi.
1. Galogenlarning birikishi:
Ba`zan brom juda ko`p miqdorda berilganda, divinil molekulasidagi ikkala qo`sh bog` ham birdaniga uzilib tetrabromli birikma hosil bo`ladi.
1,2,3,4- tetrabrombutan
2.Konyugirlangan qo`sh bog`li uglevodorodlarga vodorod biriktirilganda ham u 1,4 uglerod atomlarigagina emas, balki bosh`a uglerod atomlariga birikishi mumkin:
3. Vodorod galogenidlarining birikishi:
4. Gipogalogenid kislotalar va ularning efirlari, asosan, 1,2 holatdagi uglerod atomlariga birikadi.
Konyugirlangan qo`sh bog`li uglevodorodlarga boshqa o`rinbosarlarning birikishi hozirgi vaqtda elektron nazariya asosida tushuntiriladi. Ma`lumki, konyugirlangan qo`sh bog`lar ( С С ) va ( С = С ) boglar bilan bog`langan bo`lib, ular atrofida s hamda p elektronlar aylanib yuradi. Ammo, s elektron bulutlar qo`sh bog` atrofida ko`proq va oddiy bog` atrofida kamroq to`planadi.
- CН2 = СН – СН = СН2
Bu hol esa, birikish reakciyalari, asosan, 1 va 4- uglerod atomlarida sodir bo`lishini ko`rsatadi, chunki, 1 va 4- uglerodlar reakciyaga qobiliyatli bo`lib qoladi. Masalan, divinilga vodorod xloridning birikishini ko`rib chiqamiz. Vodorod xloridda vodorod atomi musbat zaryadlangan bo`lib, xlor atomi manfiy zaryadlangan, ya`ni qutblangan. Divinil esa qutblanmagan, shu sababli unga qutblangan vodorod xlorid birikkanda elektron bulut siljitadi va qutblanib qoladi:
Konyugirlangan qo`sh bog`li uglevodorodlarga biror moddaning (o`rinbosarning) birikishi, ularning tabiatiga, reakciyaning sharoitiga bog`liq. Shuning uchun ham bu modda 1,4 yoki 1,2 holatdagi uglerodlarga birikadi.
5. Konyugirlangan qo`sh bog`li uglevodorodlarning muhim xossalaridan biri uning to`yinmagan birikmalar bilan oson kondensatlanishidir. Kondensatlanish reakciyasi natijasida ciklik birikma hosil bo`ladi. Bunday kondensatlanish «dien sintez» yoki Dilьs va Alder reakciyasi deb ataladi:
Divinil akrolein tetragidrobenzoil aldegid
Dils va Alder reakciyasi aciklik birikmadan ciklik birikmaga o`tish imkonini beradi. Bu reakciyadan foydalanib ko`pincha, dien uglevodorodlar sifat va miqdoriy jihatdan analiz qilinadi.
6. Konyugirlangan qo`sh bog`li uglevodorodlarning muhim xossalaridan ikkinchisi ularning polimerlanish reakciyasiga oson kirishishidir. Dienlar polimerlanganda ham ciklik, ham aciklik mahsulotlar hosil qiladi. Ayrim dienlar polemirlanganda kauchuk xossasiga ega bo`lgan makromolekulaga aylanadi.
Dienlarning polimerlanish tezligi ularning tuzilishiga, reakciya sharoitga, katalizator yoki iniciatorning tabiatiga va hokazolarga bog`lik. Dienlar polimerlanganda har bir molekuladagi ikkala qo`sh bog` hosil bo`ladi; ba`zi hollarda bitta qo`sh bog` uzilib ikkinchisi esa saqlanadi. Uzilgan qo`sh bog`lar erkin radikallar hosil qiladi, ular darhol makromolekula zanjiriga birikadi. Bunda radikallar dienlarning o`zaro 1,2 yoki 1,4- holatdagi uglerod atomlariga yohud bir molekulada 1,2- ikkinchisida esa 1,4-uglerod atomlariga birikishi mumkin:
Dienlarning polimerlanish reakciyasidan foydalanib turli xil sintetik kauchuklar olinadi.
Ajratilgan qo`sh bog`li uglevodorodlar.
Dialil СН2 = СН – СН2 – СН2 – СН= СН2 suyuqlik, qaynash temperaturasi 600 C, suyuqlanish temperaturasi – 1400 C. Dialil alil yodidga natriy ta`sir ettirib olinadi:
2СН2 = СН – СН2I + 2 Na CH2 = CH–CH2–CH2–CH=CH2+2 NaI
dialilning ximiyaviy xossalari etilenning xossalariga o`xshaydi, ammo reakciyaga kirishganda molekulasidagi ikkala qo`sh bog` birdaniga yoki birin-ketin qatnashishi mumkin.
K a u ch u k
Kauchuk xalq xujaligining turli-tuman sohalarida ishlatiladi, u rezinaning asosiy tarkibiy qismini tashkil qiladi. Kauchukdan rezina tayyorlash uchun unga ma`lum miqdorda oltingugurt qo`shib ishlanadi. Bundan tashqari to`ldirgichlar, stabilizatorlar, aktivatorlar, qotiruvchilar, ba`zan bo`yoqlar ham qo`shiladi. Kauchukka 32 procentga qadar oltingugurt qo`shilganda qattiq modda hosil bo`ladi va u ebonit deb ataladi. Ebonit elektrotehnikada izolyator sifatida ishlatiladi. Kauchuk benzinda, benzolda, uglerod sulfidda yaxshi eriydi, past temperaturada mo`rt bo`lib qoladi, qizdirilganda esa yopishqoq holga keladi. Uning organik erituvchilarda eruvchanligi chiziqsimon tuzilgan yuqori molekulyar birikma ekanligidan dalolat beradi.
Kauchukka qotiruvchi (oltingugurt) qo`shilganda qattiq holga o`tishi, ya`ni vulkanizaciyalanishi chizmqsimon tuzilishdagi polimerning to`rsimon tuzilishiga aylanganligini ko`rsatadi. To`rsimon tuzilishili polimerlar erituvchilarda erimaydi, qizdirilganda suyuqlanmaydi.
Kauchuk nimadan olinganligiga qarab tabiiy va sintetik kauchuklarga bo`linadi.
Tabiiy kauchuk
Tabiiy kauchuk tropik mamlakatlarda o`sadigan ba`zi darahtlarning sutsimon shirasidan olinadi. Masalan, Janubiy Amerikada o`sadigan gveya, gvayulla darahtlari va O`rta Osiyoda o`usadigan kuk sagiz, tog sagiz usimliklar ana shunday darahtlar jumlasiga kiradi. Janubiy Amerikaliklar gveya daraxtining shirasini «kaocho» - daraxtining «ko`z yoshi» deganlar, shu sababli kauchuk nomi saqlanib qolgan.
Tabiiy kauchukning ximiyaviy tuzilishini asosan Garries o`rgangan bo`lib, izopren molekulalaridan tashkil topganligi aniqlangan. Buning uchun kauchuk ozonlash reakciyasiga uchratilgan, so`ngra hosil bo`lgan modda parchalanganda izopren oksidlanishi natijasida hosil bo`ladigan levulin aldegid olingan
Tabiiy kauchukning molekulyar og`irligini Shtaudinger tekshirgan va 200,000 bilan 400,000 orasida bo`lishini aniqlagan.
Keyingi tekshirishlarga ko`ra, tabiiy kauchuk izoprenning (2-Metil butadien-1,3) ikki xil fazoviy izomer polimeridan tashkil topganligi aniqlandi. Fazoviy izomerning birinchisi cis-polizopren bo`lsa, ikkinchisi trans-polizoprendir.
Trans-polizopren
Trans-polizoprendan iborat tabiiy kauchuk guttapercha deyiladi. Guttapercha sof holda elektr simlarini qoplashda, elim tayyorlashda va hokozolarda ishlatiladi. Hozirgi vaqtda tabiiy kauchuklar o`rnida ishlatsa bo`ladigan sintetik kauchuklar ishlab chiqildi. Masalan, guttapercha o`rnida sintetik kauchuk – nayrit NT, cis-polizopren kauchuk o`rnida ishlatiladigan sintetik izopren kauchuk va hokazolar olinadi. Ammo, shunday bo`lsa ham hanuzgacha tabiiy kauchuk tehnikada o`z qimmatini yo`qotgani yo`q.
Sintetik kauchuklar
Sintetik kauchuklarning ximiyaviy tarkibi, tuzilishi, fizik-ximiyaviy xossalari tabiiy kauchuknikidan tubdan farqlanishi mumkin. Shuning uchun ham ba`zi sintetik kauchuklarning xossalari tabiiy kauchuknikidan afzaldir. Masalan, kauchuk sintez qilinganda uni sovuqqa chidamli, gaz o`tkazmaydigan, benzin hamda yog` ta`siriga chidamli qilish mumkin.
Quyida ba`zi sintetik kauchuklar bilan qisqacha tanishib o`tiladi.
Natriybutadien kauchu. Birinchi marta akademik S.V. Lebedev 1,3-butadienni polimerlanish reakciyasiga uchratib sintetik kauchuk hosil qildi va u butadien sintetik kauchugi deb ataladi. Keyingi yillarda butadiendan stereogulyar tuzilishga ega bo`lgan va sovuqqa chidamli, cho`ziluvchan, mustahkam, kam emiriluvchan xossalarga ega kauchuklar olindi. Bunday kauchuk avtomashina pokrishkalari olishda ishlatiladi. Undan tashqari kauchuk tarkibiga karboksil gruppalar kiritilib, uning metallga yopishqoqlik xususiyatlari birmuncha oshirildi.
Bu kauchuk karboksilat kauchuk deyiladi.
Butadien-stirol kauchugi. Bunday kauchuklar butadien bilan stirolning sopolimerlanish hosil bo`ladi:
stirol
Kauchukning xossasi reakciyaga kirishuvchi komponentlarning nisbatiga va temperaturasiga bog`liq. Masalan, 10 qism butadien, 90 qism stirol bilan reakciyaga kiritilsa va reakciya 500 da olib borilsa vazni engil kauchuk olinadi. Reakciya +50 da olib borilganda esa emirilishga chidamli kauchuk hosil bo`ladi.
Izopren kauchuk. Bu kauchuk izoprenni maxsus katalizator ishtirokida polimerlab olinadi. Katalizatorning xiliga qarab poliizoprenning tuzilishi ham o`zgaradi; cis yoki trans-izomer holidagi poliizopren hosil bo`ladi.
Butil kauchuklar izobutilen bilan izoprenning sopolimerlanishidan hosil bo`ladi:
Bunday kauchuklar issiqqa chidamli, gaz o`tkazmaydi, oksidlanmaydi va yuqori dielektrik xossaga egadir. Ammo, metallarga yopishqoqligi kam bo`lganligidan ularning ishlatilishi sohasi cheklangan. Sanoatda butilkauchukning modifikaciyalangan xili, ya`ni xlorbutil, brombutilkauchuklar ishlatiladi. Ulardan, ko`pincha, kamerasiz yuradigan avtomashina pokrishkalari tayyorlanadi. Xloropren kauchuk. Bu kauchuk 2-xlor-1,3-butadien (xloropren) – ning polimerlanishi natijasida hosil bo`ladi:
Xloropren past temperaturada polimerlanganda nairit deyiladigan kauchuk hosil bo`ladi. Xloropren stirol bilan sopolimerlanganda – nairit C kauchuk olinadi. Bunday kauchuklar benzin va yog` ta`siriga, oksidlanishga, issiqqa chidamli bo`ladi. Shuning uchun ulardan turli xil sanoat buyumlari, transportyorlar, elimlar tayyorlanadi.
|
| |