Polimer dan bahan harian dalam Kimia SPM

Lihat sekeliling anda: kerusi, botol, sarung telefon, tapak kasut. Hampir semuanya diperbuat daripada polimer. Itulah yang menjadikan bab ini memuaskan, ia menjelaskan bahan kehidupan seharian. Dan tidak seperti sesetengah topik, bab polimer bersandar pada satu idea yang kemas, yang artikel ini bina dari asas.

Apa sebenarnya polimer

Polimer ialah molekul yang sangat besar yang dibuat dengan menggabungkan banyak molekul kecil, dipanggil monomer, menjadi rantai berulang yang panjang. Bayangkan monomer sebagai manik yang serupa dan polimer sebagai rantai leher sepanjang beribu-ribu manik. Proses menggabungkannya ialah pempolimeran, dan bilangan unit berulang dalam rantai ialah darjah pempolimeran, kuantiti yang malah boleh anda kira, seperti ditunjukkan dalam panduan darjah pempolimeran kami.

Dua ciri mengalir daripada saiz ini. Polimer biasanya kuat, fleksibel dan ringan, dan sifatnya boleh ditala dengan memilih monomer berbeza. Sebab itu satu keluarga kimia memberi kita segala-galanya daripada filem pembalut kepada tayar kereta.

Polimer asli dan sintetik

Polimer datang dalam dua asal:

• Polimer asli dibuat oleh benda hidup: getah asli, kanji, selulosa dan protein semuanya polimer. Getah asli, ditoreh sebagai lateks daripada pokok getah, penting kepada kisah Malaysia dan kepada bab ini.
• Polimer sintetik dibuat dalam industri daripada hasil petroleum: polietena (beg dan botol plastik), polivinil klorida atau PVC (paip dan penebat), polipropena (bekas) dan polistirena (pembungkusan) ialah contoh SPM yang biasa.

Mengetahui beberapa contoh setiap satu, dengan satu kegunaan bagi setiap satu, kerap disoal, jadi sediakan senarai pendek.

Dua cara monomer bergabung

Inilah inti konsep bab, dan terdapat tepat dua mekanisme.

Pempolimeran penambahan berlaku apabila monomer yang mengandungi ikatan ganda dua C=C hanya bertambah sesama sendiri, tanpa hasil lain terbentuk. Ikatan ganda dua “terbuka” dan unit berpaut menjadi rantai. Etena ialah monomer klasik:

n CH₂=CH₂ → (-CH₂-CH₂-)ₙ

Hasilnya, polietena, mengandungi hanya karbon dan hidrogen, dan tiada apa-apa lagi dibebaskan. Setiap polimer penambahan berasal daripada monomer tak tepu, itulah sebabnya alkena yang anda temui dalam kimia organik penting di sini.

Pempolimeran kondensasi berlaku apabila dua monomer bergabung dan, dalam berbuat demikian, menyingkirkan molekul kecil, biasanya air. Nilon dan poliester (Terylene) terbentuk cara ini. Tanda yang mendedahkan dalam peperiksaan ialah molekul kecil dibebaskan, manakala pempolimeran penambahan tidak membebaskan apa-apa. Menjelaskan perbezaan ini bernilai markah mudah.

Getah asli dan masalahnya

Getah asli ialah polimer penambahan asli yang monomernya ialah isoprena. Lateks segar ialah ampaian zarah getah dalam air, dan menambah sedikit asid seperti asid metanoik menyebabkan zarah menggumpal, atau terkoagulat, menjadi getah pepejal. Namun jika dibiarkan begitu, getah asli lembut, menjadi melekit apabila panas, dan tidak begitu kenyal atau tahan lasak, tidak sesuai untuk tayar.

Pemvulkanan: membaiki getah dengan pautan silang

Penyelesaian yang elegan ialah pemvulkanan: memanaskan getah dengan sulfur supaya atom sulfur membentuk pautan silang antara rantai polimer bersebelahan. Pautan silang ini mengunci rantai bersama-sama, jadi getah menjadi lebih keras, lebih kuat, lebih kenyal dan jauh lebih tahan haba. Ia contoh buku teks bagi mengubah sifat bahan dengan mengubah strukturnya, rantai yang sama, kini terikat bersama, berkelakuan sama sekali berbeza. Anda boleh baca prosesnya sepenuhnya di pemvulkanan getah.

Timbang tara plastik harian

Bab ini juga meminta anda menimbang baik dan buruk polimer sintetik secara jujur. Kelebihannya nyata: ia murah, ringan, kalis air, tahan lasak dan mudah diacu, sebab itu ia menggantikan begitu banyak bahan lama. Tetapi kualiti yang sama itu menimbulkan masalah. Kebanyakan polimer sintetik tidak terbiodegradasi, jadi ia kekal dalam alam sekitar untuk masa yang sangat lama, dan membakarnya untuk melupuskannya boleh membebaskan gas beracun. Sebab itu mengurangkan, menggunakan semula dan mengitar semula plastik, serta membangunkan alternatif terbiodegradasi, ialah bahagian penting perbincangan. Jangkakan soalan yang meminta anda menyatakan kedua-dua satu kelebihan dan satu keburukan alam sekitar.

Rangka untuk mengingatinya

Pegang bab sebagai satu set kecil soalan yang boleh anda jawab bagi mana-mana bahan: Adakah ia asli atau sintetik? Apakah monomernya? Adakah ia dibuat melalui penambahan atau kondensasi? Untuk apa ia digunakan, dan apakah kesan alam sekitarnya? Jawab kelima-lima itu dan anda telah meliputi hampir segala yang boleh disoal oleh bab.

Menjadikannya masuk

Kerana topik ini menghubungkan kimia dengan benda yang boleh anda pegang, ulang kaji terbaik ialah melihat objek sebenar dan menamakan polimernya, monomernya yang berkemungkinan dan masalah pelupusannya. Tabiat itu menukar rantai abstrak menjadi bahan yang biasa. Jika penambahan lawan kondensasi, atau sebab pemvulkanan berfungsi, masih terasa tidak jelas, pelajaran dalam talian satu-ke-satu yang ringkas boleh menjadikannya nyata dengan gambar rajah rantai, guru kami mengajar dalam bahasa Inggeris dari RM50 sejam, dengan percubaan satu jam berbayar untuk bermula.