Решебник по химии 10 класс Габриелян | Страница 35

Открытие Чарльза Гудьера заключалось в изобретении процесса вулканизации каучука. Он обнаружил, что при нагревании смеси каучука с серой происходит образование прочных поперечных связей между полимерными цепями. Это значительно улучшало свойства каучука: он становился эластичным, устойчивым к действию температуры и сохранил прочность при различных погодных условиях. Благодаря вулканизации материал больше не размягчался на солнце и не становился хрупким на морозе, что и устранило недостатки макинтошей.

История превращения каучука в резину — это не просто открытие в области химии, а целый путь научных поисков и случайностей, приведших к появлению важнейшего материала современности.

Первоначально люди использовали натуральный каучук, получаемый из млечного сока (латекса) тропических деревьев, например гевеи. Этот материал был эластичным и водонепроницаемым, что делало его очень ценным. Однако у натурального каучука были серьёзные недостатки: он размягчался на солнце, становился липким, а в холод превращался в твёрдую и хрупкую массу. Такие свойства сильно ограничивали его применение.

Ситуацию изменило открытие американца Чарльза Гудьера в 1839 году. Он искал способ сделать каучук пригодным для повседневного использования. Как гласит история, он случайно уронил смесь каучука и серы на горячую плиту. В результате нагрева произошло необычное превращение: каучук стал прочным, эластичным и не терял своих свойств ни при нагревании, ни при охлаждении. Так была открыта вулканизация — процесс, при котором каучук подвергается нагреву с серой, что приводит к образованию поперечных (сшивающих) связей между молекулами полимера.

Благодаря этому процессу получилась резина — материал, обладающий высокой прочностью, упругостью и устойчивостью к температурным колебаниям. Она быстро нашла применение в самых разных сферах: от изготовления обуви и шин до прокладок и изоляции проводов.

Позже на основе синтетических мономеров, таких как изопрен (2-метилбутадиен-1,3), учёные под руководством С. В. Лебедева разработали синтетический каучук, который по своим свойствам не уступал натуральному. Это стало настоящим прорывом, особенно для промышленности.

Таким образом, превращение каучука в резину — это не только история химического открытия, но и важный этап в развитии технологий, позволивший человечеству получить универсальный материал, применяемый по сей день.

Углеводороды, молекулы которых содержат одну или несколько тройных связей между атомами углерода, называются алкинами (или ациетиленовыми углеводородами). Их общая формула — CₙH₂ₙ₋₂. Основной особенностью строения этих соединений является наличие тройной связи, состоящей из одной σ-связи и двух π-связей. Такая связь короче и прочнее двойной связи, но при этом более реакционноспособна.

Из-за линейного строения вокруг тройной связи молекулы алкинов имеют прямолинейную форму в этой части. Атомы углерода в тройной связи находятся в состоянии sp-гибридизации, а валентные углы между связями составляют 180°.

По свойствам алкины обладают высокой химической активностью. Они вступают в реакции присоединения (например, с водородом, галогенами, галогеноводородами), а также в реакции замещения при участии активных атомов водорода (в молекулах ацетилена — первого представителя ряда — водород при тройной связи может быть замещён на атомы металлов, например, при взаимодействии с аммиачным раствором оксида серебра:

(C₂H₂ + 2Ag₂O + 2NH₃ → C₂Ag₂↓ + 2NH₄OH)).

Алкины легко окисляются, в том числе мягкими окислителями, и могут обесцвечивать бромную воду, что указывает на наличие кратной связи. Это используется в качественных реакциях.

Таким образом, углеводороды с тройной связью отличаются линейным строением, наличием тройной связи между атомами углерода и высокой реакционной способностью, особенно в реакциях присоединения и замещения.