Nimûneyên Pirs û Gotûbêjên Reaksiyonên Polîmerîzasyonê
Reaksiyonên polîmerîzasyonê mijarek sereke di kîmyaya organîk de ne. Ev pêvajo tê de girêdana molekulên monomer ji bo çêkirina molekulên mezin ên bi navê polîmeran vedihewîne. Polîmer ji bo jiyana rojane girîng in, ji madeyên xav ên ku ji bo çêkirina plastîk û lastîkê têne bikar anîn bigire heya fîberên tekstîlê. Di vê gotarê de, em ê çend mînakên reaksiyonên polîmerîzasyonê û çareseriyên wan nîqaş bikin.
Cureyên Polîmerîzasyonê
Bi gelemperî, polîmerîzasyon dikare di du celebên sereke de were dabeş kirin:
1. Polîmerîzasyona lêzêdekirinê - Ev pêvajo tê de monomerên ku girêdanên duqat an sêqat dihewînin têne hevber kirin da ku polîmerek bêyî hilberandina berhemên alî çêbibe. Nimûneyek hevpar a polîmera lêzêdekirinê polîetîlen e, ku ji etîlenê (CH₂=CH₂) çêdibe.
2. Polîmerîzasyona kondensasyonê - Di vê pêvajoyê de, reaksiyona di navbera du monomerên ku komên fonksiyonel ên taybetî dihewînin de polîmerek digel berhemên alîgir ên wekî av an metanolê çêdike. Nimûneyek hevpar naylon e, ku ji dîamîn û dîasîdek çêdibe.
Nimûneya Pirsgirêka Polîmerîzasyona Zêdekirinê
Pirs 1:
Etîlen (CH₂=CH₂) monomerek e ku polîmerîze dibe û polîetîlen çêdike. Reaksiyona polîmerîzasyonê rave bike û berhemên ku derdikevin holê binivîse.
Nîqaş:
Polîetîlen polîmerek e ku ji monomerên etîlênê bi rêya reaksiyona polîmerîzasyona lêzêdekirinê çêdibe. Ev reaksiyon dikare wiha were nivîsandin:
\[ n \text{(CH₂=CH₂)} \rightarrow \text{ -[CH₂-CH₂]- }_n \]
Li vir \(n\) hejmara yekîneyên monomer e. Polîetîlena çêbûyî zincîreke dirêj ji monomerên etîlenê ye bêyî ti berhemên alîgir.
Pirsên Nimûneyên Polîmerîzasyona Kondensasyonê
Pirs 2:
Polîmerek naylon-6,6 bi reaksiyona di navbera heksametîlendîamîn û asîda adîpîk de çêdibe. Reaksiyonê binivîse û berhemên alî rêz bike.
Nîqaş:
Nylon-6,6 polîmerek e ku ji reaksiyona di navbera heksametîlendîamîn (\(\text{H₂N-(CH₂)₆-NH₂} \)) û asîda adîpîk (\(\text{HOOC-(CH₂)₄-COOH} \)) de çêdibe. Reaksiyona çêbûnê dikare wiha were formulekirin:
\[ \text{n (H₂N-(CH2)₆-NH2) + n (HOOC-(CH2)₄-COOH)} \tîroka rast \text{ -[NH-(CH2)₆-NH-CO-(CH2)₄-CO]- }_n
Berhema alîgir av e (H₂O).
Pirsên Din ên Polîmerîzasyonê
Pirs 3:
Polîetîlen tereftalat (PET) di çêkirina şûşe û qumaşên plastîk de tê bikar anîn. Monomerên ku PET pêk tînin etîlen glîkol (\( \text{HOCH₂CH₂OH} \)) û asîda tereftalîk (\( \text{HOOC-C₆H₄-COOH} \) ne. Pêvajoya çêbûna PETê rave bikin û mîqdara berhema alî hesab bikin ger em bi 5 mol ji her monomerê dest pê bikin.
Nîqaş:
Reaksiyona polîmerîzasyona kondensasyonê ji bo çêbûna PETê ev e:
\[ n \text{(HOCH₂CH₂OH)} + n \text{(HOOC-C₆H₄-COOH)} \rightarrow \text{ -[OOC-C₆H₄-COO-CH₂CH₂O]- }_n + 2n \text{H₂O} \]
Li vir \(n\) hejmara molên monomerê ye. Ger em bi 5 molên etîlen glîkol û 5 molên asîda tereftalîk dest pê bikin, wê demê berhemên alîgir ên ku derdikevin 5 × 2 = 10 molên H₂O ne.
Alîyên Kînematîk di Polîmerîzasyonê de
Di reaksiyonên polîmerîzasyonê de, kînetîka reaksiyonê faktorek girîng e. Rêjeya polîmerîzasyonê dikare ji hêla faktorên cûrbecûr ve wekî germahî, zext û rêjeya monomeran were bandor kirin.
Pirs 4:
Eger rêjeya polîmerîzasyona reaksiyonekê wekî \(k[M]^x\) were gotin, ku k rêjeya sabît e, [M] rêjeya monomer e, û x jî rêza reaksiyonê li gorî monomer e, rave bikin ka guhertinek di rêjeya monomer de çawa bandorê li rêjeya reaksiyonê dike ger x = 2 be.
Nîqaş:
Eger x 2 be, wê demê rêjeya reaksiyonê \(k [M]^2 \) e. Ev tê vê wateyê ku rêjeya reaksiyonê rasterast bi çargoşeya konsantrasyona monomerê re rêjeyî ye. Ger konsantrasyona monomerê du qat bibe, rêjeya reaksiyonê dê çar qat zêde bibe (2² = 4).
Polîmerîzasyona Redoksê
Cureyek din a reaksiyona polîmerîzasyonê polîmerîzasyona redoks e. Ev reaksiyonek redoks di navbera du madeyan de vedihewîne ku polîmerîzasyonê dest pê dike.
Pirs 5:
Polîmerek bi rêya reaksiyoneke redoks di navbera benzoîl peroksît û stîrenê de çêdibe. Reaksiyona destpêkirinê ya ku çêdibe binivîse.
Nîqaş:
Reaksiyona destpêkirinê di navbera benzoîl peroksît û stîrenê de radîkalên azad çêdike ku polîmerîzasyonê dest pê dike. Reaksiyon wiha ye:
\[ \text{(C₆H₅CO)₂O₂} \rightarrow 2 \text{C₆H₅COO·} \]
Radîkala benzoîloksîl (\( \text{C₆H₅COO·} \)) dû re bi stîrenê re reaksiyonê dike, û reaksiyoneke zincîrî ya polîmerîzasyonê dide destpêkirin.
\[ \text{C₆H₅COO· + CH₂=CHC₆H₅} \rightarrow \text{C₆H₅COOCH₂-CH·C₆H₅} \]
Ev reaksiyon berdewam dike heta ku stîrena mayî di pergalê de reaksiyonê nîşan bide û polîstîren çêbike.
Xelasî
Têgihîştina reaksiyonên polîmerîzasyonê û mekanîzmayên li pişt wan ji bo her kesê ku di kîmya an zanista materyalan de dixebite pir girîng e. Bi mînakên ku li jor hatine nîqaşkirin, ji xwendevanan tê hêvîkirin ku pêvajoyên bingehîn ên polîmerîzasyona lêzêdekirin û kondensasyonê, û her weha hin aliyên pêşkeftî yên wekî kînetîka reaksiyonê û polîmerîzasyona redoks fam bikin. Bi bingehek zexm, em dikarin rola girîng a polîmeran di gelek aliyên jiyana nûjen de çêtir fam bikin.
