Опишите получение каучука по способу Лебедева.
Ответы на вопрос
Способ Лебедева — это промышленный метод получения синтетического каучука из этилового спирта (этанола), разработанный советским химиком Сергеем Васильевичем Лебедевым. В основе метода лежит превращение этилового спирта в бутадиен-1,3 (дивинил) с последующей полимеризацией этого вещества.
В 1926 году С. В. Лебедев разработал способ получения бутадиенового каучука из этилового спирта, а в 1932 году в СССР было организовано первое в мире крупное промышленное производство синтетического каучука.
1. Получение бутадиена из этилового спирта
На первом этапе пары этилового спирта пропускают над специальным катализатором, содержащим оксиды цинка (ZnO) и алюминия (Al₂O₃), при температуре около 400–450 °C.
При этом одновременно протекают реакции дегидрирования (отщепления водорода) и дегидратации (отщепления воды), а также последующие превращения промежуточных продуктов.
Суммарное уравнение реакции:
В результате из двух молекул этилового спирта образуются одна молекула бутадиена-1,3, две молекулы воды и одна молекула водорода.
Бутадиен-1,3 (дивинил) — это непредельный углеводород, содержащий две двойные связи. Именно он служит мономером для получения синтетического каучука.
2. Полимеризация бутадиена
На втором этапе полученный бутадиен очищают и подвергают полимеризации.
В первоначальном способе Лебедева полимеризацию проводили в присутствии металлического натрия, который выступал инициатором процесса.
Уравнение полимеризации в упрощённом виде:
В ходе реакции множество молекул бутадиена соединяются между собой, образуя длинные полимерные цепи.
Образующийся продукт называется бутадиеновым каучуком, или полибутадиеном. В его макромолекулах сохраняются двойные связи, благодаря чему каучук способен вступать в реакции присоединения, в том числе при вулканизации. Приведённая формула отражает преимущественно 1,4-присоединение, хотя в реальном продукте возможны и другие варианты соединения звеньев.
3. Получение резины из каучука
Полученный синтетический каучук обладает эластичностью, однако для практического использования его свойства необходимо улучшить.
Для этого проводят вулканизацию — нагревание каучука с серой. При этом между полимерными цепями образуются поперечные связи, благодаря которым материал становится более прочным, упругим, износостойким и устойчивым к деформации.
В результате вулканизации получают резину, используемую для производства автомобильных шин, технических изделий и других эластичных материалов.
4. Значение способа Лебедева
Главное достоинство метода заключалось в возможности получения синтетического каучука из доступного сырья — этилового спирта, который в то время производили преимущественно из растительного сырья.
Способ Лебедева имел огромное промышленное значение, поскольку позволил наладить массовое производство синтетического каучука и уменьшить зависимость промышленности от поставок натурального каучука.
Таким образом, получение каучука по способу Лебедева включает две основные стадии:
Превращение этилового спирта в бутадиен-1,3 при высокой температуре в присутствии катализатора.
Полимеризацию полученного бутадиена под действием металлического натрия с образованием синтетического бутадиенового каучука.
Главная особенность способа Лебедева — использование этилового спирта в качестве исходного сырья для производства синтетического каучука.
Похожие вопросы
Топ вопросов за вчера в категории Химия
Последние заданные вопросы в категории Химия
-
Математика
-
Литература
-
Алгебра
-
Русский язык
-
Геометрия
-
Английский язык
-
Химия
-
Физика
-
Биология
-
Другие предметы
-
История
-
Обществознание
-
Окружающий мир
-
География
-
Українська мова
-
Информатика
-
Українська література
-
Қазақ тiлi
-
Экономика
-
Музыка
-
Право
-
Беларуская мова
-
Французский язык
-
Немецкий язык
-
МХК
-
ОБЖ
-
Психология
-
Физкультура и спорт
-
Астрономия
-
Кыргыз тили
-
Оʻzbek tili

