Giáo án Bài 14. Ôn tập chương 4

Huy động kiến thức nền về polymer trong đời sống, xác định nhiệm vụ ôn tập chương 4.

GV đưa ra câu hỏi: Kể tên các đồ dùng bằng nhựa em dùng hằng ngày và đoán thành phần chính của chúng. Đồng thời nêu câu hỏi định hướng: Polymer được tạo thành như thế nào và vì sao cùng là nhựa nhưng tính chất lại khác nhau?

Danh sách các đồ dùng bằng nhựa cùng polymer tương ứng, ví dụ: túi nilon – polyethylene (PE); ống nước – polyvinyl chloride (PVC); hộp đựng cơm – polypropylene (PP); cốc xốp – polystyrene (PS). HS nêu được nhiệm vụ của tiết học là hệ thống hoá đại cương polymer và vật liệu polymer.

HS hệ thống hoá các khái niệm polymer, monomer, mắt xích, hệ số n; phân biệt trùng hợp và trùng ngưng; biết cách xác định phân tử khối chuỗi trùng ngưng.

HS làm việc theo nhóm 4 người, hoàn thành Phiếu học tập số 1 theo kĩ thuật khăn trải bàn. Nội dung gồm: (1) Hoàn thành bảng nêu monomer, mắt xích, loại phản ứng và ví dụ của PE, PVC, polyamide, nylon-6,6. (2) Trả lời câu hỏi: Vì sao mắt xích của polyamide không cùng thành phần với monomer? (3) Giải ví dụ: chuỗi mạch thẳng từ 100 phân tử amino acid có M = 131, trùng ngưng, có hai đầu tự do tách 99 H₂O; tính phân tử khối chuỗi. So sánh với cách tính xấp xỉ 100 × 113 khi bỏ nhóm cuối.

Bảng hệ thống hoá đúng: PE – monomer $\mathrm{CH_2{=}CH_2}$ (ethene) – mắt xích $\mathrm{-CH_2-CH_2-}$ – trùng hợp – không tách phân tử nhỏ. PVC – monomer $\mathrm{CH_2{=}CHCl}$ – mắt xích $\mathrm{-CH_2-CHCl-}$ – trùng hợp. Polyamide (nylon-6,6) – trùng ngưng – có liên kết amide –CO–NH– trong mắt xích và tách H₂O. Kết luận: mắt xích trùng ngưng khác monomer vì mỗi liên kết tạo thành tách 1 H₂O. Phân tử khối chuỗi: $M = 100 \times 131 - 99 \times 18 = 11318$. Công thức tính hệ số n ≈ M_polymer / M_mắt xích khi bỏ ảnh hưởng nhóm cuối.

HS phân biệt nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn; nêu được thành phần chất dẻo, composite và các ví dụ tiêu biểu về vật liệu polymer.

HS chia nhóm chuyên gia theo kĩ thuật mảnh ghép với 4 chủ đề: chất dẻo (PE, PP, PVC, PS, PMMA), nhựa nhiệt dẻo và nhiệt rắn, cao su và tơ, composite. Mỗi nhóm hoàn thành Phiếu học tập số 2 phần được giao, sau đó quay về nhóm gốc để chia sẻ kiến thức.

Chất dẻo gồm polymer nền và phụ gia phù hợp; PE, PP, PVC, PS, PMMA có đặc tính khác nhau và không dùng một tên nhựa để khẳng định chịu mọi nhiệt độ. Nhựa nhiệt dẻo có cấu trúc mạch thẳng hoặc nhánh, khi gia nhiệt thích hợp thì mềm và chảy, có thể gia công lại; nhựa nhiệt rắn có mạng không gian, không nóng chảy để gia công lại. Composite gồm nền (chất nền) và cốt (chất gia cường), phối hợp chịu lực và giữ hình, không chỉ là hỗn hợp ngẫu nhiên. Cao su có cầu nối lưu hoá giữa các mạch; tơ viscose là tơ tái sinh từ cellulose.

Củng cố kiến thức về monomer, loại phản ứng, vật liệu polymer và phân biệt polymer với vật liệu không phải polymer.

HS làm các câu 1, 2, 3, 8, 9, 10 trong phần bài tập của bài ôn tập. HS giơ thẻ đáp án A/B/C/D; sau đó luyện thêm trên trang bài học NeoEdu nếu có thiết bị.
Câu 1: PVC được tạo từ monomer nào? A. CH₃Cl; B. C₂H₅OH; C. CH₂=CHCl; D. CH₄.
Câu 2: Tơ cellulose tái sinh là gì? A. Len; B. Viscose; C. Nylon-6,6; D. Tơ tằm.
Câu 3: Lưu hoá cao su liên quan gì? A. Tạo cầu nối sulfur; B. Đốt cháy hết polymer; C. Biến thành NaCl; D. Tạo glucose.
Câu 8: Đánh giá đúng/sai: a) Polymer có phân phối độ dài mạch; b) Mọi polymer đều là nhựa nhiệt dẻo; c) Trùng ngưng có thể tách nước; d) Đốt nhựa là phép nhận biết an toàn.
Câu 9: Chọn vật liệu polymer: A. PE; B. Cao su thiên nhiên; C. Nylon-6; D. Cu nguyên chất.
Câu 10: Ghép monomer/hệ với loại phản ứng: ethene; diamine với diacid; polyester với nước.

Đáp án: Câu 1: C. Câu 2: B. Câu 3: A. Câu 8: a) Đúng; b) Sai (có polymer nhiệt rắn, cao su, tơ); c) Đúng; d) Sai. Câu 9: A, B, C (Cu là kim loại, không phải polymer). Câu 10: ethene – trùng hợp; diamine và diacid – trùng ngưng; polyester và nước trong điều kiện thích hợp – thuỷ phân nhóm ester.

Vận dụng công thức tính hệ số n, khối lượng polymer theo hiệu suất và khối lượng cốt trong composite để giải bài tập định lượng.

HS làm các câu 4, 5, 6, 7 theo nhóm cặp đôi:
Câu 4: Polypropylene có mắt xích 42 và M = 84000, bỏ nhóm cuối. Tính n.
Câu 5: 10 kg ethene trùng hợp với hiệu suất 80%. Tính khối lượng PE thu được (kg).
Câu 6: Composite 500 g có 20% cốt. Tính khối lượng cốt (g).
Câu 7: Polymer trùng ngưng có mắt xích 113 và M = 113000, bỏ nhóm cuối. Tính n.
Lưu ý: Với câu 5, ethene trùng hợp không tách phân tử nhỏ nên khối lượng PE = khối lượng ethene × hiệu suất.

Đáp án: Câu 4: n = 84000 / 42 = 2000. Câu 5: m_PE = 10 × 0,8 = 8 kg. Câu 6: m_cốt = 500 × 0,2 = 100 g. Câu 7: n = 113000 / 113 = 1000. Các cặp đôi ghi đầy đủ phép tính vào vở.

Vận dụng kiến thức về loại polymer, phụ gia, nhiệt độ và nhãn an toàn để đánh giá và đề xuất cách chọn vật liệu trong thực tế.

GV nêu tình huống: Gia đình em muốn mua hộp đựng thực phẩm nóng để hâm lại thức ăn. Nhóm HS thảo luận: Trên nhãn hộp chỉ ghi “nhựa” thì đã đủ thông tin để chọn chưa? Cần kiểm tra những thông tin nào? Cần xử lí hộp nhựa đã cũ như thế nào để bảo vệ môi trường?

Kết luận: Không đủ thông tin khi chỉ có tên “nhựa”. Cần kiểm tra loại polymer, phụ gia, giới hạn nhiệt độ sử dụng, nhãn tiếp xúc thực phẩm và hướng dẫn sử dụng. Không hơ đốt để thử vì có thể sinh khí độc. Rác nhựa được đưa vào nơi thu gom theo quy định địa phương, không đốt bỏ ngoài trời.