Không đăng nhập · không quảng cáo · miễn phí

Chủ điểm 13 · ⚗️ Hoá học

Protein và polymer

Nhận ra protein và polymer, viết phương trình trùng hợp PE, PP, PVC, tính phân tử khối polymer, hiệu suất và phần trăm nitrogen trong amino acid.

Ứng với SGK Kết nối tri thức: Bài 31, Bài 32

⚡ Nhớ nhanh

1Protein là chất có phân tử khối rất lớn, tạo từ nhiều amino acid nối nhau. Luôn có C, H, O, N, thường thêm S.
2Protein thuỷ phân (acid, base hoặc enzyme) cho amino acid; đông tụ khi đun nóng, gặp acid, base, muối kim loại nặng. Đông tụ không quay ngược được.
3Đốt protein (len, tơ tằm, tóc) có mùi khét như tóc cháy. Sợi bông (cellulose) cháy mùi như giấy.
4Polymer = nhiều mắt xích giống nhau nối thành chuỗi dài, phân tử khối rất lớn. Có polymer thiên nhiên (tinh bột, cellulose, protein, cao su) và tổng hợp (PE, PP, PVC, nylon).
5Trùng hợp: n monomer có liên kết đôi → polymer. M(polymer) = n · M(mắt xích), mà M(mắt xích) = M(monomer).

👀 Nhìn là hiểu

Chọn monomer rồi kéo thanh n để nối dài chuỗi, đọc phân tử khối polymer. Sang tab "Đốt thử" để xem vì sao len và bông cháy khác nhau.

Chọn monomer:

Kéo thanh số mắt xích n:

n = 1 000

polyethylene (PE)

n CH₂=CH₂ → (–CH₂–CH₂–)ₙ (t°, p, xt)

Monomer C₂H₄: M = 2·12 + 4·1 = 28

M(polymer) = n × M = 1 000 × 28 = 28 000

n = 1 000: mạch chính có 2 000 nguyên tử C, M ≈ 28 000. Phân tử khối rất lớn, nên PE là chất rắn.

💡 Dùng làm túi nylon, màng bọc, chai nhựa.

Mẫu:

1 🔗 Polymer, monomer, mắt xích

🧱 Monomer → mắt xích

Monomer là phân tử nhỏ ban đầu. Sau khi nối vào chuỗi, phần lặp lại gọi là mắt xích. Mắt xích có cùng thành phần nguyên tố với monomer.

⛓️ Polymer

Cả chuỗi dài gồm n mắt xích nối bằng liên kết hoá học. Đây là một phân tử khổng lồ, không phải hỗn hợp các phân tử nhỏ trộn lẫn.

Polymer thiên nhiên và polymer tổng hợp

	Thiên nhiên	Tổng hợp
Nguồn gốc	Có sẵn trong sinh vật	Con người trùng hợp ra
Ví dụ	Tinh bột, cellulose, protein, cao su thiên nhiên	PE, PP, PVC, nylon, cao su tổng hợp
Phân huỷ trong tự nhiên	Được, khá nhanh	Rất chậm, hàng trăm năm

Chất dẻo, tơ, cao su

✦Chất dẻo: vật liệu polymer có tính dẻo, tạo hình được. Ví dụ PE (túi, màng bọc), PVC (ống nước).
✦Tơ: vật liệu polymer hình sợi dài, mảnh, bền. Tơ tằm (thiên nhiên), nylon (tổng hợp).
✦Cao su: vật liệu polymer có tính đàn hồi. Cao su thiên nhiên lấy từ mủ cây cao su, dùng làm lốp xe, gioăng.
✦Tính chất chung: chất rắn, không bay hơi, hầu như không tan trong nước, nhiều loại cách điện.

2 ⚙️ Phản ứng trùng hợp và tính phân tử khối

Cần nhớ

✦Monomer phải có liên kết đôi C=C: một nối kém bền mở ra để nối với phân tử bên cạnh. CH₄, C₂H₆ chỉ có liên kết đơn nên không trùng hợp.
✦PE: n CH₂=CH₂ → (–CH₂–CH₂–)ₙ (t°, p, xt). Mắt xích –CH₂–CH₂–, M = 28.
✦PP: n CH₂=CH–CH₃ → (–CH₂–CH(CH₃)–)ₙ (t°, p, xt). Mắt xích có thêm nhóm CH₃, M = 42.
✦PVC: n CH₂=CHCl → (–CH₂–CHCl–)ₙ (t°, p, xt). M mắt xích = 62,5.

Dạng bài

Tính phân tử khối polymer hoặc hệ số n

1 Xác định monomer, viết phương trình trùng hợp, rồi lấy M(mắt xích) = M(monomer).
2 Tính M(mắt xích) bằng cách cộng khối lượng nguyên tử.
3 Dùng M(polymer) = n · M(mắt xích): biết n tìm M, hoặc biết M tìm n = M / M(mắt xích).
4 Kiểm tra: chia ngược hoặc nhân ngược lại cho ra số đầu bài ✓.

⚠️ Bẫy hay gặp: M mắt xích của PE là 28 (bằng M ethylene C₂H₄), không phải 30 của ethane C₂H₆. Trùng hợp chỉ nối các phân tử lại, không mất hay thêm nguyên tử.

🧮

Làm mẫu

Một mẫu polypropylene (PP) có n = 2000 mắt xích. Tính phân tử khối.

Hướng dẫn giải

Thử tự giải trước nhé!

Dạng bài

Tính khối lượng polymer với hiệu suất

1 Lập khối lượng polymer lí thuyết = khối lượng monomer (trùng hợp không sinh chất khác).
2 Tìm polymer thu được thì nhân hiệu suất. Tìm monomer cần dùng thì chia hiệu suất.
3 Đổi đơn vị cho thống nhất (kg với kg, g với g).
4 Kiểm tra: tỉ lệ khối lượng thực/lí thuyết bằng đúng hiệu suất ✓.

⚠️ Bẫy hay gặp: Cần 14 kg PE với H = 70% thì phải dùng 14 / 0,7 = 20 kg ethylene, không phải 14 · 0,7 = 9,8 kg. Hiệu suất làm lượng thu được nhỏ hơn lượng dùng.

⚖️

Làm mẫu

Trùng hợp 200 kg propylene với hiệu suất 75%. Tính khối lượng PP thu được.

Hướng dẫn giải

Thử tự giải trước nhé!

3 🥚 Protein

Cần nhớ

✦Protein là chuỗi amino acid. Mỗi amino acid có nhóm amino –NH₂ và nhóm carboxyl –COOH. Thuỷ phân hoàn toàn protein cho amino acid.
✦Thành phần nguyên tố: C, H, O, N. Carbohydrate và lipid không có N, đó là điểm phân biệt.
✦Đông tụ (biến tính): protein đông lại khi đun nóng (luộc trứng), gặp acid (chanh vào sữa), base, muối kim loại nặng. Không quay ngược được.
✦Vai trò: xây dựng cơ thể (cơ, da, tóc), làm enzyme, hormone, kháng thể. Nhiều trong thịt, cá, trứng, sữa, đậu.

Phân biệt sợi bằng cách đốt (mô phỏng, đốt thật phải có thầy cô)

Sợi	Bản chất	Khi đốt
Len, tơ tằm	Protein (có N)	Mùi khét như tóc cháy, tro vón thành cục
Sợi bông	Cellulose (C, H, O)	Cháy nhanh, mùi như giấy, tro mịn xám
Nylon, nhựa PE	Polymer tổng hợp	Co lại, chảy thành giọt, không có mùi tóc cháy

Dạng bài

Tính phần trăm nitrogen trong amino acid

1 Viết công thức phân tử, tính khối lượng mol M.
2 Lấy khối lượng N trong 1 mol (14 · số nguyên tử N).
3 %N = m(N) / M · 100%.
4 Kiểm tra: cộng %C + %H + %N + %O ≈ 100% ✓.

⚠️ Bẫy hay gặp: Glycine H₂N–CH₂–COOH là C₂H₅NO₂ (có 5 H), M = 75. Đếm sót H ở nhóm –NH₂ làm M sai và %N sai.

🧬

Làm mẫu

Alanine CH₃–CH(NH₂)–COOH (C₃H₇NO₂). Tính %N.

Hướng dẫn giải

Thử tự giải trước nhé!

4 🌊 Rác thải nhựa

Cần nhớ

✦Polymer tổng hợp rất bền, hàng trăm năm mới phân huỷ, vì hầu như không vi sinh vật nào cắt được mạch của chúng.
✦Đốt rác nhựa ngoài trời sinh khí độc. Không đốt bừa bãi.
✦Giảm rác theo thứ tự: không dùng một lần (mang bình, túi riêng) trước, rồi dùng lại, rồi phân loại tái chế.

✏️ Luyện tập

Làm xong mỗi nhóm bấm Kiểm tra. Câu sai có lời giải ngắn và nút quay lại phần cách làm.

🔗

Polymer, monomer

1
Nhận biết
Polymer là chất:
2
Nhận biết
Chất nào sau đây là polymer thiên nhiên?
3
Thông hiểu
Lốp xe và gioăng cửa có tính đàn hồi, thuộc nhóm vật liệu nào?
4
Thông hiểu
Chất nào sau đây có thể trùng hợp?

⚙️

Trùng hợp, tính M và hiệu suất

1
Nhận biết
Monomer để điều chế polypropylene (PP) là:
2
Thông hiểu Mắt xích của polyethylene là –CH₂––
3
Thông hiểu Polyethylene có n = 1000 mắt xích thì phân tử khối là .
4
Thông hiểu Một mẫu PP có phân tử khối 63 000. Hệ số trùng hợp n = .
5
Vận dụng
PVC có phân tử khối 50 000. Số mắt xích –CH₂–CHCl– là:
6
Vận dụng Trùng hợp 56 kg ethylene với hiệu suất 80% thì khối lượng PE thu được là kg.
7
Vận dụng Để thu 14 kg PE với hiệu suất 70% thì cần kg ethylene.
8
Vận dụng
Trùng hợp 125 kg vinyl chloride với hiệu suất 80% được bao nhiêu kg PVC?
9
Vận dụng Trùng hợp hoàn toàn V lít ethylene (điều kiện chuẩn 25 °C, 1 bar) thu được 56 g PE. V = L.

🥚

Protein

1
Nhận biết
Nguyên tố nào luôn có trong protein nhưng không có trong tinh bột và chất béo?
2
Nhận biết
Thuỷ phân hoàn toàn protein thu được:
3
Thông hiểu
Đốt một sợi, thấy mùi khét như tóc cháy. Sợi đó có thể là:
4
Thông hiểu
Lòng trắng trứng đông lại khi luộc. Để nguội thì:
5
Thông hiểu
Vắt chanh vào sữa tươi, sữa bị lợn cợn vì:
6
Thông hiểu Một loại protein chứa 16% nitrogen theo khối lượng. Để có 8 g nitrogen cần g protein.
7
Vận dụng Glycine H₂N–CH₂–COOH (C₂H₅NO₂) có phần trăm khối lượng nitrogen là %.
8
Vận dụng
Ba mẫu sợi: X cháy mùi tóc cháy, tro vón cục; Y cháy nhanh, mùi giấy, tro mịn xám; Z co lại, chảy thành giọt. Thứ tự X, Y, Z lần lượt là:

🌊

Rác thải nhựa

1
Thông hiểu
Vì sao túi nylon vứt xuống đất hàng trăm năm vẫn chưa phân huỷ?
2
Thông hiểu
Biện pháp giảm rác thải nhựa hiệu quả nhất là:

🎯 Chủ điểm này ra kiểm tra và thi chuyên thế nào?

•Kiểm tra hay hỏi nhận biết: monomer của PE, PP, PVC, polymer thiên nhiên hay tổng hợp, protein có nitrogen, đốt len cháy mùi tóc.
•Câu vận dụng thường tính phân tử khối polymer, hệ số n, hoặc khối lượng polymer với hiệu suất; hay có câu tìm % N trong amino acid đơn giản.
•Đề thi chuyên hay gài bẫy dùng nhầm M của monomer (ethylene 28, propylene 42, vinyl chloride 62,5) và nhân/chia hiệu suất ngược.

Có đề cô giao? Tải lên để làm thử

Chủ điểm tiếp theo
14. Tài nguyên vỏ Trái Đất, đá vôi, silicate và chu trình carbon