કન્ડેન્સેશન પોલિમરાઇઝેશનની ચર્ચા કરતા ઉદાહરણ પ્રશ્નો
કન્ડેન્સેશન પોલિમરાઇઝેશન એ પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયાનો એક પ્રકાર છે જે પાણી, મિથેનોલ અથવા HCl જેવા નાના અણુઓના નાબૂદી દ્વારા મોનોમર્સને જોડીને પોલિમર ઉત્પન્ન કરે છે. આ પ્રક્રિયા રોજિંદા જીવનમાં ઉપયોગમાં લેવાતી વિવિધ પોલિમર સામગ્રીના સંશ્લેષણમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. આ લેખમાં, આપણે ઉદાહરણોનું અન્વેષણ કરીશું અને આ ખ્યાલની આપણી સમજને વધુ ગાઢ બનાવવા માટે કન્ડેન્સેશન પોલિમરાઇઝેશનની ચર્ચા કરીશું.
કન્ડેન્સેશન પોલિમરાઇઝેશનનો પરિચય
પ્રશ્નોમાં ઊંડા ઉતરતા પહેલા, ચાલો કન્ડેન્સેશન પોલિમરાઇઝેશન પર નજીકથી નજર કરીએ. કન્ડેન્સેશન પોલિમરાઇઝેશન એ બે અથવા વધુ મોનોમર્સની પ્રતિક્રિયા દ્વારા પોલિમર રચનાની પ્રક્રિયા છે જેમાં કાર્યાત્મક જૂથો હોય છે, સામાન્ય રીતે પાણી જેવા નાના અણુઓને બાયપ્રોડક્ટ તરીકે દૂર કરીને. પરિણામી પોલિમરમાં મોનોમર્સ કરતાં ઘણું વધારે પરમાણુ વજન હોય છે. કન્ડેન્સેશન પોલિમરાઇઝેશનના સામાન્ય ઉદાહરણો પોલિએસ્ટર અને પોલિમાઇડ્સની રચના છે.
કન્ડેન્સેશન પોલિમરાઇઝેશનમાંથી પોલિમરના ઉદાહરણો
1. પોલિએસ્ટર: ટેરેફ્થાલિક એસિડ (બેન્ઝીન-ડાયકાર્બોક્સિલેટ) અને ઇથિલિન ગ્લાયકોલની પ્રતિક્રિયાથી બને છે. ઉદાહરણ ઉત્પાદન: PET (પોલિઇથિલિન ટેરેફ્થાલેટ).
2. પોલિમાઇડ (નાયલોન): એડિપિક એસિડની હેક્સામેથિલિન ડાયમાઇન સાથેની પ્રતિક્રિયાથી બનેલ છે. ઉદાહરણ ઉત્પાદન: નાયલોન-66.
3. પોલીકાર્બોનેટ: બિસ્ફેનોલ A અને ફોસ્જીન વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાથી બને છે.
કન્ડેન્સેશન પોલિમરાઇઝેશનની ચર્ચા કરતા ઉદાહરણ પ્રશ્નો
નીચે કેટલાક ઉદાહરણ પ્રશ્નો અને ચર્ચાઓ છે જે તમને કન્ડેન્સેશન પોલિમરાઇઝેશન પ્રક્રિયાને સમજવામાં મદદ કરી શકે છે.
પ્રશ્ન ૧: પોલિએસ્ટરની રચના
પ્રશ્ન: ઇથિલિન ગ્લાયકોલ અને ટેરેપ્થેલિક એસિડમાંથી પોલિએસ્ટર કઈ પ્રતિક્રિયા બનાવે છે તે સમજાવો. પરિણામી પોલિમરની રચના દોરો અને પોલિમરના સૌથી નાના ભાગના સંબંધિત પરમાણુ સમૂહની ગણતરી કરો.
ચર્ચા:
પોલિએસ્ટર ઇથિલિન ગ્લાયકોલ (CH₂OH-CH₂OH) અને ટેરેપ્થાલિક એસિડ (C₆H₄(COOH)₂) વચ્ચે ઘનીકરણ પ્રતિક્રિયા દ્વારા બને છે.
આ રચના પ્રતિક્રિયા નીચે મુજબ લખી શકાય છે:
\[ n \, (\text{CH}_2\text{OH-CH}_2\text{OH}) + n \, (\text{C}_6\text{H}_4(\text{COOH})_2) \rightarrow (\text{O}-\text{C}_6\text{H}_4-\text{COO}-\text{CH}_2-\text{O})_n + 2n\, \text{H}_2\text{O} \]
આ પોલિએસ્ટરની રચના આડપેદાશ તરીકે પાણી ઉત્પન્ન કરે છે. પોલિએસ્ટરની મૂળભૂત રચના નક્કી કરવા માટે, આપણે પોલિમર સાંકળના પુનરાવર્તિત ભાગને જોવાની જરૂર છે:
PET (પોલિઇથિલિન ટેરેફ્થાલેટ) ની મૂળભૂત રચના:
\[
\text{-O-}\text{C}_6\text{H}_4\text{-COO-CH}_2\text{-CH}_2\text{-}
\]
પોલિએસ્ટરના સૌથી નાના એકમના સંબંધિત પરમાણુ સમૂહની ગણતરી નીચે મુજબ કરી શકાય છે:
– -CH₂-CH₂-O- નું પરમાણુ દળ (H₂O વગર ઇથિલિન ગ્લાયકોલ): 60 ગ્રામ/મોલ
– -COO- (એસ્ટર જૂથ) નું પરમાણુ સમૂહ: 44 ગ્રામ/મોલ
– C₆H₄ નું પરમાણુ દળ (H₂O વગરનું બેન્ઝીન): 76 ગ્રામ/મોલ
નાનામાં નાના ભાગોના પરમાણુ દળનો સરવાળો:
\[
૬૦ + ૪૪ + ૭૬ = ૧૮૦ \, \text{g/mol}
\]
પ્રશ્ન ૨: પોલિમાઇડ (નાયલોન-૬,૬) ની રચના
પ્રશ્ન: એડિપિક એસિડ અને હેક્સામેથિલિન ડાયમિનની ઘનીકરણ પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયા દ્વારા નાયલોન-6,6 બનાવવાની પ્રક્રિયા સમજાવો. નાયલોન-6,6 ની મૂળભૂત એકમ રચનાનો સમાવેશ કરો અને સૌથી નાના એકમના સંબંધિત પરમાણુ દળની ગણતરી કરો.
ચર્ચા:
નાયલોન-6,6 એડિપિક એસિડ (HOOC-(CH₂)₄-COOH) અને હેક્સામેથિલિન ડાયમાઇન (H₂N-(CH₂)₆-NH₂) વચ્ચે ઘનીકરણ પ્રતિક્રિયામાંથી બને છે.
રચના પ્રતિક્રિયા છે:
\[ n \, (\text{HOOC-(CH}_2\text{)}_4\text{ -COOH}) + n \, (\text{H}_2\text{N-(CH}_2\text{)}_6\text{ -NH}_2) \rightarrow (\text{-NH-(CH}_2\text{)}_6\text{-NH-CO-(CH}_2\text{)}_4\text{-CO-})_n + 2n \, \text{H}_2\text{O} \]
નાયલોન-6,6 ની મૂળભૂત રચના:
\[
\text{-NH-(CH}_2\text{)}_6\text{-NH-CO-(CH}_2\text{)}_4\text{-CO-}
\]
સૌથી નાના એકમનું સાપેક્ષ પરમાણુ સમૂહ:
– -NH-(CH₂)₆-NH- (હેક્સામેથિલિન ડાયમાઇન માઇનસ H₂O) નું પરમાણુ દળ: 114 ગ્રામ/મોલ
– -CO-(CH₂)₄-CO- (H₂O વગરનું એડિપિક એસિડ) નું પરમાણુ દળ: 142 ગ્રામ/મોલ
નાનામાં નાના ભાગોના પરમાણુ દળનો સરવાળો:
\[
૧૧૪ + ૧૪૨ = ૨૫૬ \, \ટેક્સ્ટ{ગ્રામ/મોલ}
\]
પ્રશ્ન ૩: પોલીકાર્બોનેટ
પ્રશ્ન: બિસ્ફેનોલ A અને ફોસ્જીનની પ્રતિક્રિયા પોલીકાર્બોનેટ કેવી રીતે બનાવે છે? પોલીકાર્બોનેટનું મૂળભૂત માળખું દોરો અને સૌથી નાના એકમના સંબંધિત પરમાણુ દળની ગણતરી કરો.
ચર્ચા:
પોલીકાર્બોનેટ બિસ્ફેનોલ A (C₁₅H₁₆O₂) અને ફોસ્જીન (COCl₂) વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા દ્વારા બને છે.
રચના પ્રતિક્રિયા આ રીતે લખી શકાય છે:
n + 2n \, \ટેક્સ્ટ{HCl} \]
પોલીકાર્બોનેટની મૂળભૂત રચના:
\[
\text{-O-CO-OC}_6\text{H}_4\text{C}(\text{CH}_3)_2\text{C}_6\text{H}_4\text{O}-
\]
સૌથી નાના એકમનું સાપેક્ષ પરમાણુ સમૂહ:
– C₆H₄-C(CH₃)₂-C₆H₄ નું પરમાણુ દળ (H₂O વગર બિસ્ફેનોલ A): 224 ગ્રામ/મોલ
-COO- નું પરમાણુ દળ: 28 ગ્રામ/મોલ
નાનામાં નાના ભાગોના પરમાણુ દળનો સરવાળો:
\[
૧૧૪ + ૧૪૨ = ૨૫૬ \, \ટેક્સ્ટ{ગ્રામ/મોલ}
\]
કેસિમ્પુલન
આ લેખમાં, આપણે કન્ડેન્સેશન પોલિમરાઇઝેશનની વિભાવનાની ચર્ચા કરી છે, જે આ પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પાદિત કેટલાક જાણીતા પોલિમરની મૂળભૂત પ્રતિક્રિયાઓ અને રચનાઓને આવરી લે છે. ઉદાહરણો અને ચર્ચાઓ આપીને, આ લેખનો હેતુ સ્પષ્ટ કરવાનો છે કે આ પ્રતિક્રિયાઓ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે અને આપણે પોલિમર સાંકળમાં સૌથી નાના એકમોના સંબંધિત પરમાણુ દળની ગણતરી કેવી રીતે કરી શકીએ છીએ. કન્ડેન્સેશન પોલિમરાઇઝેશનની સારી સમજ જરૂરી છે કારણ કે આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ ઉદ્યોગમાં અનન્ય ગુણધર્મો અને વિશાળ શ્રેણીના એપ્લિકેશનો સાથે વિવિધ પ્રકારની સામગ્રી બનાવવા માટે થાય છે.
