Лабораторный опыт. Свойства полиэтилена: 1) кусочек в воде; 2) нагревание изделия и изменение формы; 3) охлаждение и повторная попытка; 4) поджигание; 5) нагревание с бромной водой и KMnO₄; 6) нагревание с конц. H₂SO₄, HNO₃ и раствором NaOH. Почему полиэтилен не действует на бромную воду и KMnO₄? Каково отношение к кислотам и щелочам? Что такое термопластичность?
Решение
1) Полиэтилен не тонет (плотность 0,92–0,96 г/см³ < 1), не растворяется и не смачивается водой — гидрофобен. 2) При нагревании размягчается, становится пластичным — изделию легко придать новую форму. 3) После охлаждения затвердевает в новой форме и вновь стал твёрдым и упругим; при повторном нагревании снова размягчается — это термопластичность (обратимое размягчение при нагревании), на ней основана переработка полиэтилена литьём и экструзией. 4) Полиэтилен горит голубоватым пламенем (с небольшой копотью) с запахом горящего парафина, плавится и капает — по составу это предельный углеводород: (–CH₂–CH₂–)ₙ + 3nO₂ → 2nCO₂ + 2nH₂O.
5) Бромная вода и раствор KMnO₄ даже при нагревании не обесцвечиваются: в макромолекулах полиэтилена нет кратных связей (в отличие от мономера этилена) — все связи одинарные, как в алканах, поэтому реакции присоединения и окисления не идут. 6) Концентрированные серная и азотная кислоты, щёлочь при нагревании на полиэтилен не действуют (лишь при длительном кипячении с HNO₃ возможно поверхностное окисление) — как предельный углеводород он химически инертен, поэтому из него делают ёмкости для кислот и щелочей. Вывод: полиэтилен — лёгкий, гидрофобный, термопластичный, химически стойкий насыщенный полимер.
Ответ
Легче воды, при нагревании размягчается и принимает новую форму, при охлаждении твердеет (термопластичность), горит как парафин; не реагирует с Br₂, KMnO₄, кислотами и щелочами — нет кратных связей, предельный углеводород