PMMA (polymethyl methacrylate) là một loại nhựa nhiệt dẻo trong suốt thường được sử dụng để làm kính, miếng nhựa mềm, hộp và có thể được dùng để thay thế cho kính và thủy tinh. PMMA được điều chế theo 2 giai đoạn: Methyl alcohol tác dụng với methacrylic acid tạo thành methyl methacrylate (giai đoạn 1). Trùng hợp methyl methacrylate tạo thành PMMA (giai đoạn 2).
a) Các thủy tinh được dùng trong phòng thí nghiệm có thành phần chủ yếu là poly (methyl methacrylate).
b) Để sản xuất 1000 hộp đựng thực phẩm hình hộp chữ nhật (không tính nắp) có chiều dài 9 cm, chiều rộng 6,5 cm, chiều cao 4 cm và độ dày 5 mm (khối lượng riêng của hộp là D = 1,2 g/cm³) người ta cần tối thiểu 74,304 kg methacrylic acid. Biết trong mỗi hộp khối lượng PMMA chiếm 90% và hiệu suất phản ứng của toàn bộ quá trình tính theo methacrylic acid là 80%.
c) Phản ứng thủy phân methyl methacrylate trong môi trường NaOH được gọi là phản ứng xà phòng hóa.
d) Trong giai đoạn 1, H2SO4 đặc vừa làm xúc tác vừa làm dịch chuyển cân bằng theo chiều tạo ester.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai, dụng cụ thủy tinh dùng trong phòng thí nghiệm chủ yếu là thủy tinh vô cơ (thường là thủy tinh borosilicate để chịu nhiệt). PMMA là một loại nhựa (thủy tinh hữu cơ), mặc dù trong suốt nhưng không chịu được nhiệt độ cao và có thể bị hòa tan bởi một số dung môi hữu cơ thường dùng trong thí nghiệm.
(b) Sai, 5 mm = 0,5 cm
V ngoài = 9 × 6,5 × 4 = 234 cm³
V trong = (9 – 0,5.2) × (6,5 – 0,5.2) × (4 – 0,5) = 154 cm³
V nhựa cần thiết để đúc 1000 hộp = 1000(V ngoài – V trong) = 80000 cm³
—> mPPMA = 80000.1,2.90% = 86400 gam = 86,4 kg
Chuyển hóa: CH2=C(CH3)COOH —> -CH2-C(CH3)(COOCH3)-
—> mCH2=C(CH3)COOH = 86,4.86/(100.80%) = 92,88 kg
(c) Đúng, CH2=C(CH3)COOCH3 là ester nên phản ứng thủy phân trong NaOH được gọi là phản ứng xà phòng hóa.
(d) Đúng, H2SO4 đặc cung cấp H+ làm xúc tác cho phản ứng ester hóa. H2SO4 đặc háo nước mạnh, tạo hydrate và giữ chặt nước làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, tăng hiệu suất tạo ester.