Конденсациялык полимерлешүүнү талкуулоо боюнча мисал суроолор
Конденсациялык полимерлешүү – бул суу, метанол же HCl сыяктуу майда молекулаларды жок кылуу аркылуу мономерлерди байланыштыруу менен полимерлерди пайда кылган полимерлешүү реакциясынын бир түрү. Бул процесс күнүмдүк турмушта колдонулган ар кандай полимер материалдарын синтездөөдө чечүүчү ролду ойнойт. Бул макалада биз бул түшүнүктү тереңирээк түшүнүү үчүн мисалдарды карап чыгып, конденсациялык полимерлешүүнү талкуулайбыз.
Конденсациялык полимерлешүүгө киришүү
Суроолорго тереңирээк киришерден мурун, конденсация полимерлешүүсүн кененирээк карап чыгалы. Конденсация полимерлешүүсү - бул функционалдык топторду камтыган эки же андан көп мономерлердин реакциясы аркылуу полимердин пайда болуу процесси, адатта, кошумча продукт катары суу сыяктуу кичинекей молекулаларды жок кылуу менен. Пайда болгон полимердин мономерлерге караганда молекулярдык салмагы алда канча жогору. Конденсация полимерлешүүсүнүн кеңири таралган мисалдары - полиэстерлердин жана полиамиддердин пайда болушу.
Конденсациялык полимерлештирүүдөн алынган полимерлердин мисалдары
1. Полиэстер: Терефталдык кислотанын (бензол-дикарбоксилат) этиленгликоль менен реакциясынан пайда болот. Мисал катары: ПЭТ (полиэтилентерефталат).
2. Полиамид (нейлон): Адип кислотасынын гексаметилендиамин менен реакциясынан пайда болгон. Продукциянын мисалы: Нейлон-66.
3. Поликарбонат: Бисфенол А менен фосгендин ортосундагы реакциядан пайда болот.
Конденсациялык полимерлешүүнү талкуулоо боюнча мисал суроолор
Төмөндө конденсация полимерлешүү процессин түшүнүүгө жардам бере турган бир нече мисал суроолор жана талкуулар келтирилген.
1-суроо: Полиэстердин пайда болушу
Суроо: Этиленгликоль жана терефталдык кислотадан полиэстерди пайда кылган реакцияны түшүндүрүп бериңиз. Пайда болгон полимердин түзүлүшүн чийип, полимердин эң кичинекей бөлүгүнүн салыштырмалуу молекулярдык массасын эсептеңиз.
Талкуу:
Полиэстер этиленгликол (CH₂OH-CH₂OH) менен терефталдык кислотанын (C₆H₄(COOH)₂) ортосундагы конденсация реакциясы аркылуу пайда болот.
Бул пайда болуу реакциясын төмөнкүчө жазууга болот:
\[ n \, (\text{CH}_2\text{OH-CH}_2\text{OH}) + n \, (\text{C}_6\text{H}_4(\text{COOH})_2) \rightarrow (\text{O}-\text{C}_6\text{H}_4-\text{COO}-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{O})_n + 2n\, \text{H}_2\text{O} \]
Бул полиэстердин пайда болушу кошумча продукт катары сууну пайда кылат. Полиэстердин негизги түзүлүшүн аныктоо үчүн, полимер чынжырынын кайталануучу бөлүгүн карап чыгышыбыз керек:
ПЭТтин (полиэтилентерефталаттын) негизги түзүлүшү:
\[
\text{-O-}\text{C}_6\text{H}_4\text{-COO-CH}_2\text{-CH}_2\text{-}
\]
Полиэстердин эң кичине бирдигинин салыштырмалуу молекулярдык массасын төмөнкүчө эсептөөгө болот:
– -CH₂-CH₂-O- (H₂Oсуз этиленгликоль) молекулярдык массасы: 60 г/моль
– -COO- (эфир тобу) молекулярдык массасы: 44 г/моль
– C₆H₄ молекулярдык массасы (H₂Oсуз бензол): 76 г/моль
Эң кичинекей бөлүктөрдүн молекулярдык массаларынын суммасы:
\[
60 + 44 + 76 = 180 \, \text{г/моль}
\]
2-суроо: Полиамиддин (нейлон-6,6) пайда болушу
Суроо: Адип кислотасы менен гексаметилендиаминдин конденсациялык полимерлешүү реакциясы аркылуу нейлон-6,6нын пайда болуу процессин түшүндүрүңүз. Нейлон-6,6нын негизги бирдик түзүлүшүн кошуп, эң кичине бирдиктин салыштырмалуу молекулярдык массасын эсептеңиз.
Талкуу:
Нейлон-6,6 адип кислотасы (HOOC-(CH₂)₄-COOH) менен гексаметилендиаминдин (H₂N-(CH₂)₆-NH₂) ортосундагы конденсация реакциясынан пайда болот.
Түзүлүш реакциясы төмөнкүдөй:
\[ n \, (\text{HOOC-(CH}_2\text{)}_4\text{ -COOH}) + n \, (\text{H}_2\text{N-(CH}_2\text{)}_6\text{ -NH}_2) \оңго жебе (\text{-NH-(CH}_2\text{)}_6\text{-NH-CO-(CH}_2\text{)}_4\text{-CO-})_n + 2n \, \text{H}_2\text{O} \]
Нейлон-6,6нын негизги түзүлүшү:
\[
\text{-NH-(CH}_2\text{)}_6\text{-NH-CO-(CH}_2\text{)}_4\text{-CO-}
\]
Эң кичине бирдиктин салыштырмалуу молекулярдык массасы:
– -NH-(CH₂)₆-NH- (гексаметилендиамин минус H₂O) молекулалык массасы: 114 г/моль
– -CO-(CH₂)₄-CO- (H₂Oсуз адипин кислотасынын) молекулярдык массасы: 142 г/моль
Эң кичинекей бөлүктөрдүн молекулярдык массаларынын суммасы:
\[
114 + 142 = 256 \, \text{г/моль}
\]
3-суроо: Поликарбонат
Суроо: Бисфенол А менен фосгендин реакциясы поликарбонатты кантип пайда кылат? Поликарбонаттын негизги түзүлүшүн чийип, эң кичине бирдиктин салыштырмалуу молекулярдык массасын эсептегиле.
Талкуу:
Поликарбонат бисфенол А (C₁₅H₁₆O₂) менен фосгендин (COCl₂) ортосундагы реакция аркылуу пайда болот.
Пайда болуу реакциясын төмөнкүдөй жазууга болот:
n + 2n \, \text{HCl} \]
Поликарбонаттын негизги түзүлүшү:
\[
\text{-O-CO-OC}_6\text{H}_4\text{C}(\text{CH}_3)_2\text{C}_6\text{H}_4\text{O}-
\]
Эң кичине бирдиктин салыштырмалуу молекулярдык массасы:
– C₆H₄-C(CH₃)₂-C₆H₄ молекулярдык массасы (H₂Oсуз бисфенол А): 224 г/моль
– -COO- молекулярдык массасы: 28 г/моль
Эң кичинекей бөлүктөрдүн молекулярдык массаларынын суммасы:
\[
224 + 28 = 252 \, \text{г/моль}
\]
Корутунду
Бул макалада биз конденсация полимерлешүүсү түшүнүгүн талкууладык, бул процесс аркылуу алынган айрым белгилүү полимерлердин негизги реакцияларын жана түзүлүштөрүн камтыйбыз. Мисалдар жана талкууларды келтирүү менен, бул макала бул реакциялар кантип иштээрин жана полимер чынжырындагы эң кичинекей бирдиктердин салыштырмалуу молекулярдык массаларын кантип эсептей аларыбызды тактоого багытталган. Конденсация полимерлешүүсүн жакшы түшүнүү абдан маанилүү, анткени бул процесс өнөр жайда уникалдуу касиеттерге жана кеңири колдонуу чөйрөсүнө ээ болгон ар кандай материалдарды түзүү үчүн кеңири колдонулат.
