Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».
§ 19. Поліетилен
Завдання 223
Порівняння алкенів і поліетилену
Скласти діаграму Венна, що порівнює фізичні та хімічні властивості алкенів (зокрема етену) і поліетилену.
Розв’язання
Визначте спільні властивості: склад (C і H), органічна природа, твердість у масивному стані (хоча поліетилен — пластик).
Перелічіть властивості алкенів: наявність подвійного зв'язку, здатність до приєднання, окиснення, горючість.
Перелічіть властивості поліетилену: відсутність реакційності (хімічна стійкість), малопрозорість, жирність на дотик, низька теплопровідність.
Відповідь:
Спільне: органічні сполуки C-H. Алкени: ненасичені, реакційноздатні. Поліетилен: насичений (всі зв'язки одинарні), хімічно стійкий, малопрозорий, жирний на дотик.
Завдання 224
Застосування поліетилену за густиною
За таблицею 7 (с. 153) пояснити, чому поліетилен високої та низької густини використовують по-різному.
Розв’язання
Для LDPE (м'який, глянцевий): підходить для тонких плівок, пакетів для харчових продуктів, обгортання, де не потрібна висока міцність.
Для HDPE (жорсткий, міцний): підходить для труб великого діаметра, каністр, контейнерів, які мають витримувати важкі навантаження або хімічні розчини.
Відповідь:
LDPE — пакети, плівки (м'якість). HDPE — труби, каністри, міцні контейнери (висока міцність і стійкість до навантажень).
Завдання 225
Визначення термінів
Сформулювати визначення понять «реакція полімеризації», «мономер», «полімер», «ступінь полімеризації» та «елементарна ланка».
Розв’язання
Реакція полімеризації: процес сполучення багатьох молекул мономерів в одну велику молекулу полімеру.
Мономер: низькомолекулярна речовина (наприклад, етен), яка входить до складу полімеру.
Полімер: високомолекулярна сполука, утворена з багатьох мономерів.
Елементарна ланка: фрагмент молекули полімеру, що повторюється багато разів (для поліетилену — –CH2–CH2–).
Ступінь полімеризації: число молекул мономеру, що об'єдналися в одну молекулу полімеру.
Відповідь:
Реакція полімеризації — об'єднання мономерів у полімер; Мономер — початкова речовина з подвійним зв'язком; Полімер — продукт реакції з великою масою; Елементарна ланка — повторюваний фрагмент полімеру; Ступінь полімеризації — кількість мономерів у полімерній ланцюгу.
Завдання 226
Порівняння понять «полімер» і «високомолекулярна сполука», а також «мономер» і «елементарна ланка
а) Скласти діаграму Венна для порівняння термінів «полімери» й «високомолекулярні сполуки». б) Скласти діаграму Венна для порівняння термінів «мономер» і «елементарна ланка».
Розв’язання
Розглянемо пункт а). Високомолекулярні сполуки — це ширше поняття, яке включає полімери (поліетилен, каучук) та біополімери (білки, ДНК). Полімери — це синтетичні або природні високомолекулярні речовини, утворені реакцією полімеризації. Отже, кожен полімер є високомолекулярною сполукою, але не всяка високомолекулярна сполука (наприклад, деякі білки) називається полімером у звичному значенні в шкільній програмі, хоча технічно це так. У діаграмі Венна кола «полімери» повністю знаходиться всередині кола «високомолекулярні сполуки».
Розглянемо пункт б). Мономер — це цілісна молекула вихідної речовини (наприклад, C2H4), яка вступає в реакцію. Елементарна ланка — це частинка (−CH2−CH2−), яка повторюється в полімері і має однаковий якісний склад з мономером, але відрізняється від нього структурою зв'язків (подвійний зв'язок перетворився на одинарний). Вони не є тотожними поняттями: мономери — це реагенти, а елементарні ланки — будівельні блоки продукту.
Відповідь:
а) Діаграма Венна: коло «полімери» повністю вписане у коло «високомолекулярні сполуки». Полімери є підкласом високомолекулярних речовин. б) Діаграма Венна: два окремі кола, що не перетинаються (або дотикаються точкою). Мономер і елементарна ланка — це різні хімічні об'єкти: мономер — це вихідна молекула з подвійним зв'язком, а елементарна ланка — це фрагмент полімеру з одинарними зв'язками.
Завдання 227
Розкладання пакетів та раціональність використання поліетилену
Знайти інформацію про час розкладання поліетиленового та паперового пакетів у природних умовах. Порівняти цей час з тривалістю використання пакета в побуті. Зробити висновок про раціональність використання поліетилену.
Розв’язання
Час розкладання паперового пакета становить приблизно 2–5 місяців у природних умовах. Поліетиленовий пакет розкладається від 100 до 500 років (за різними даними — навіть до 1000 років).
Тривалість використання пакета в побуті становить кілька годин або, у найкращому випадку, кілька днів/тижнів.
Порівнюючи ці величини: час використання (дні) набагато менший за час розкладання (роки). Це означає, що ми використовуємо ресурси для створення матеріалу, який довго забруднює довкілля.
Відповідь:
Час розкладання паперового пакету — 2–5 місяців; поліетиленового пакета — 100–500 років. Тривалість використання пакета в побуті — кілька годин або днів. Оскільки час використання набагато менший за час розкладання, використання одноразових поліетиленових пакетів є нераціональним з екологічної точки зору.
Завдання 228
Шкідливий вплив поліетилену на тварин
Навести щонайменше два приклади шкоди поліетиленових відходів для тварин (морських і наземних). Пояснити, чому тварини сприймають поліетилен за їжу. Описати наслідки цього для тварин і екосистем.
Розв’язання
Приклад 1 (морські тварини): Морські черепахи часто споживають поліетиленові пакети або плівки, які вони плутають з медузами — основним джерелом їхнього харчування.
Приклад 2 (наземні/водні птахи): Птахи (наприклад, чайки) можуть ковтати шматочки поліетилену, знайдені на поверхні води або в смітті, плутаючи їх з дрібними комахами або насінням.
Наслідки: Полинений не розщеплюється в травному тракті. Він займає місце в шлунку, викликаючи відчуття ситості, що призводить до голодування і смерті тварини. Також пластик може руйнуватися на дрібні частинки, які потрапляють у кров або тканини організму, викликаючи отруєння.
Вплив на екосистему: Смерть ключових видів (наприклад, хижацьких птахів чи морських ссавців) порушує ланцюги живлення, що може призвести до зменшення популяцій інших видів і деградації середовища.
Відповідь:
1. Морські черепахи споживають поліетиленові пакети як їжу, плутаючи їх з медузами. 2. Птахи та риби ковтають шматочки поліетилену, знайдені у воді або на берегах. Тварини сприймають поліетилен за їжу через його прозорість (схожість на водорості чи медуз) та рухливість в потоці води. Наслідки: тварини гинуть від голоду, оскільки пластик не засвоюється і займає місце в шлунку, або отруюються токсинами при розпаді матеріалу. Це призводить до зменшення чисельності популяцій та порушення балансу екосистеми.
