Bài 14. Ôn tập chương 4
Tổng hợp và ôn tập kiến thức về polymer, vật liệu polymer.
Tổng hợp kiến thức Chương 4
1 1. Bảng tổng hợp Polymer
| Polymer | Monomer | Phương pháp | Ứng dụng |
|---|---|---|---|
| PE | CH₂=CH₂ | Trùng hợp | Túi nilon |
| PVC | CH₂=CHCl | Trùng hợp | Ống nước |
| PS | CH₂=CH-C₆H₅ | Trùng hợp | Hộp xốp |
| Nylon-6,6 | Acid + Amine | Trùng ngưng | Quần áo |
| PET | Acid + Glycol | Trùng ngưng | Chai nước |
Công thức quan trọng:
1. Trùng hợp: n(Monomer) → Polymer (không sản phẩm phụ)
2. Trùng ngưng: n(Monomer) → Polymer + nH₂O
3. M(polymer) = n × M(mắt xích)
4. Lưu hóa: Cao su + S → Cao su lưu hóa
Các dạng bài tập
1 Dạng 1: Bài toán tổng hợp polymer
Phương pháp:
- Xác định loại phản ứng
- Tính khối lượng sản phẩm
- Áp dụng hiệu suất
Ví dụ minh họa
a) PE (trùng hợp):
Không có sản phẩm phụ
m(PE) lý thuyết = 100 kg
m(PE) thực tế = 100 × 90% = 90 kg
b) Nylon-6,6 (trùng ngưng):
Giả sử 50 kg acid + 50 kg amine
M(acid) = 146, M(amine) = 116
M(mắt xích) = 226
Tỉ lệ: 262 kg monomer → 226 kg nylon + 36 kg H₂O
100 kg monomer → x kg nylon
x = 100 × 226/262 = 86.3 kg (lý thuyết)
m(nylon) = 86.3 × 85% = 73.4 kg
m(H₂O) = 100 × 36/262 × 85% = 11.7 kg
Đáp án: a) 90 kg; b) 73.4 kg nylon, 11.7 kg H₂O
2 Dạng 2: Bài toán nhận biết polymer
Phương pháp:
- Dựa vào tính chất vật lý
- Dựa vào phản ứng hóa học
- Dựa vào ứng dụng
Ví dụ minh họa
Phương pháp:
1. Thả vào nước:
- A (PE): Nổi
- B, C, D: Chìm
2. Đốt cháy B, C, D:
- B (PVC): Mùi hắc (HCl)
- C (Nylon): Mùi tóc cháy
- D (Cao su): Mùi khét đặc trưng
3. Kéo giãn D:
- D (Cao su): Đàn hồi cao
Kết luận: A nổi (PE), B mùi hắc (PVC), C mùi tóc (Nylon), D đàn hồi (Cao su)
3 Dạng 3: Bài toán thực tế - Kinh tế tuần hoàn polymer
Phương pháp:
- Phân tích chu trình sống polymer
- Tính toán hiệu quả kinh tế
- Đánh giá tác động môi trường
Ví dụ minh họa
a) Hiệu quả kinh tế (cho 1 tấn):
Sản xuất mới:
- Chi phí: 1000 × 30,000 = 30,000,000 đ
Tái chế:
- Thu gom: 1000 × 20,000 = 20,000,000 đ
- Tái chế: 1000 × 8,000 = 8,000,000 đ
- Tổng: 28,000,000 đ
Tiết kiệm: 2,000,000 đ/tấn (6.7%)
b) Giảm CO₂:
Phát thải mới: 1000 × 3 = 3000 kg CO₂
Phát thải tái chế: 1000 × 1 = 1000 kg CO₂
Giảm: 2000 kg CO₂/tấn (67%)
c) Mô hình kinh tế tuần hoàn:
1. Thu gom thông minh:
- Máy thu gom tự động (đặt cọc chai)
- Ứng dụng di động theo dõi điểm thu gom
- Thưởng điểm tích lũy cho người dân
- Mục tiêu: Thu gom 80% chai PET
2. Phân loại và làm sạch:
- Công nghệ AI phân loại tự động
- Làm sạch bằng enzyme sinh học
- Loại bỏ nhãn, nắp tự động
- Chất lượng đầu ra: 95% sạch
3. Tái chế chất lượng cao:
- Công nghệ depolymerization (phân hủy thành monomer)
- Tái tổng hợp PET mới (chất lượng = PET nguyên sinh)
- Hiệu suất: 90%
- Chi phí: Giảm 30% so với tái chế cơ học
4. Sản xuất sản phẩm mới:
- Chai nước 100% tái chế
- Sợi polyester (quần áo)
- Vật liệu xây dựng
- Đóng gói thực phẩm (food-grade)
5. Thiết kế bền vững:
- Chai đơn sắc (dễ tái chế)
- Giảm trọng lượng chai 20%
- Nhãn dễ tách
- Thiết kế cho tái chế (Design for Recycling)
6. Mô hình kinh doanh:
- Doanh nghiệp trả phí tái chế (EPR - Extended Producer Responsibility)
- Người tiêu dùng được thưởng khi trả chai
- Nhà máy tái chế có lợi nhuận ổn định
- Chính phủ giảm chi phí xử lý rác
Tính toán hiệu quả tổng hợp:
| Chỉ tiêu | Hiện tại | Kinh tế tuần hoàn | Cải thiện |
|---|---|---|---|
| Tỉ lệ tái chế | 30% | 80% | +167% |
| Chi phí (đ/kg) | 30,000 | 22,000 | -27% |
| CO₂ (kg/kg) | 3 | 0.8 | -73% |
| Rác thải (tấn/năm) | 700,000 | 140,000 | -80% |
| Việc làm (người) | 10,000 | 50,000 | +400% |
Lợi ích kinh tế - xã hội:
- Tiết kiệm 8,000 tỷ đồng/năm (1 triệu tấn PET)
- Giảm 2.2 triệu tấn CO₂/năm
- Tạo 40,000 việc làm mới
- Giảm 80% rác thải nhựa
- Bảo vệ môi trường biển
Kết luận:
Mô hình kinh tế tuần hoàn cho PET mang lại lợi ích kinh tế (tiết kiệm 27%), môi trường (giảm 73% CO₂) và xã hội (tạo việc làm). Đây là giải pháp bền vững, cần được triển khai rộng rãi.
Đáp án: a) Tiết kiệm 6.7%; b) Giảm 67% CO₂; c) Đã đề xuất mô hình chi tiết
Sẵn sàng thử thách bản thân?
Hoàn thành 22 câu hỏi để củng cố kiến thức và kiểm tra mức độ hiểu bài
Làm bài tập ngay