संघनन बहुलकीकरणावर चर्चा करणारे उदाहरण प्रश्न
संघनन बहुलकीकरण ही एक प्रकारची बहुलकीकरण अभिक्रिया आहे, ज्यामध्ये पाणी, मिथेनॉल किंवा HCl सारख्या लहान रेणूंच्या निष्कासनाद्वारे मोनोमर्सना जोडून पॉलिमर्स तयार होतात. दैनंदिन जीवनात वापरल्या जाणाऱ्या विविध पॉलिमर पदार्थांच्या संश्लेषणात ही प्रक्रिया महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. या लेखात, आपण या संकल्पनेबद्दलची आपली समज अधिक सखोल करण्यासाठी संघनन बहुलकीकरणाची उदाहरणे पाहणार आहोत आणि त्यावर चर्चा करणार आहोत.
संघनन बहुलकीकरणाची ओळख
प्रश्नांमध्ये खोलवर जाण्यापूर्वी, आपण संघनन बहुलकीकरणावर अधिक बारकाईने नजर टाकूया. संघनन बहुलकीकरण ही कार्यात्मक गट असलेल्या दोन किंवा अधिक एकलकांच्या अभिक्रियेद्वारे बहुलक निर्मितीची प्रक्रिया आहे, ज्यामध्ये सामान्यतः उप-उत्पादन म्हणून पाण्यासारख्या लहान रेणूंचे निष्कासन होते. परिणामी तयार होणाऱ्या बहुलकाचे रेणूभार एकलकांपेक्षा खूप जास्त असतो. पॉलिस्टर आणि पॉलिअमाइड्सची निर्मिती ही संघनन बहुलकीकरणाची सामान्य उदाहरणे आहेत.
संघनन बहुलकीकरणातून तयार होणाऱ्या बहुलकांची उदाहरणे
१. पॉलिस्टर: टेरेफ्थॅलिक आम्ल (बेंझिन-डायकार्बोक्झिलेट) आणि एथिलीन ग्लायकॉल यांच्या अभिक्रियेतून तयार होते. उदाहरण उत्पादन: पीईटी (पॉलिथिलीन टेरेफ्थॅलेट).
२. पॉलिअमाइड (नायलॉन): अॅडिपिक आम्लाची हेक्सामेथिलीन डायअमाइनसोबत अभिक्रिया होऊन तयार होते. उदाहरण उत्पादन: नायलॉन-६६.
३. पॉलीकार्बोनेट: बिस्फेनॉल ए आणि फॉस्जीन यांच्यातील अभिक्रियेतून तयार होते.
संघनन बहुलकीकरणावर चर्चा करणारे उदाहरण प्रश्न
संघनन बहुलकीकरण प्रक्रिया समजून घेण्यासाठी तुम्हाला मदत होईल असे काही नमुना प्रश्न आणि चर्चा खाली दिले आहेत.
प्रश्न १: पॉलिस्टरची निर्मिती
प्रश्न: एथिलीन ग्लायकॉल आणि टेरेफ्थॅलिक आम्लापासून पॉलिस्टर तयार होणारी अभिक्रिया स्पष्ट करा. तयार झालेल्या पॉलिमरची रचना काढा आणि पॉलिमरच्या सर्वात लहान भागाच्या सापेक्ष रेणू वस्तुमानाची गणना करा.
चर्चा :
एथिलीन ग्लायकॉल (CH₂OH-CH₂OH) आणि टेरेफ्थॅलिक अॅसिड (C₆H₄(COOH)₂) यांच्यातील संघनन अभिक्रियेद्वारे पॉलिस्टर तयार होतो.
ही निर्मिती अभिक्रिया खालीलप्रमाणे लिहिता येते:
\[ n \, (\text{CH}_2\text{OH-CH}_2\text{OH}) + n \, (\text{C}_6\text{H}_4(\text{COOH})_2) \rightarrow (\text{O}-\text{C}_6\text{H}_4-\text{COO}-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{O})_n + 2n\, \text{H}_2\text{O} \]
या पॉलिस्टरच्या निर्मितीमध्ये उप-उत्पादन म्हणून पाणी तयार होते. पॉलिस्टरची मूलभूत रचना निश्चित करण्यासाठी, आपल्याला पॉलिमर साखळीच्या पुनरावर्ती भागाकडे पाहण्याची आवश्यकता आहे:
पीईटी (पॉलिथिलीन टेरेफ्थालेट) ची मूलभूत रचना:
\[
\text{-O-}\text{C}_6\text{H}_4\text{-COO-CH}_2\text{-CH}_2\text{-}
\]
पॉलिस्टरच्या सर्वात लहान एककाचे सापेक्ष आण्विक वस्तुमान खालीलप्रमाणे मोजता येते:
– -CH₂-CH₂-O- चे आण्विक वस्तुमान (H₂O शिवाय इथिलीन ग्लायकॉल): ६० ग्रॅम/मोल
– -COO- (एस्टर गट) चे आण्विक वस्तुमान: ४४ ग्रॅम/मोल
– C₆H₄ चे आण्विक वस्तुमान (H₂O शिवाय बेंझिन): ७६ ग्रॅम/मोल
सर्वात लहान कणांच्या रेणू वस्तुमानांची बेरीज:
\[
60 + 44 + 76 = 180 ग्रॅम/मोल
\]
प्रश्न २: पॉलिअमाइड (नायलॉन-६,६) ची निर्मिती
प्रश्न: ॲडिपिक ॲसिड आणि हेक्सामेथिलीन डायअमाइन यांच्या संघनन बहुलकीकरण अभिक्रियेद्वारे नायलन-६,६ तयार होण्याची प्रक्रिया स्पष्ट करा. नायलन-६,६ च्या मूलभूत एकक संरचनेचा समावेश करा आणि सर्वात लहान एककाच्या सापेक्ष रेणू वस्तुमानाची गणना करा.
चर्चा :
नायलॉन-6,6 हे ॲडिपिक ॲसिड (HOOC-(CH₂)₄-COOH) आणि हेक्सामेथिलीन डायअमाइन (H₂N-(CH₂)₆-NH₂) यांच्यातील संघनन अभिक्रियेतून तयार होते.
निर्मितीची अभिक्रिया खालीलप्रमाणे आहे:
\[ n \, (\text{HOOC-(CH}_2\text{)}_4\text{ -COOH}) + n \, (\text{H}_2\text{N-(CH}_2\text{)}_6\text{ -NH}_2) \rightarrow (\text{-NH-(CH}_2\text{)}_6\text{-NH-CO-(CH}_2\text{)}_4\text{-CO-})_n + 2n \, \text{H}_2\text{O} \]
नायलॉन-6,6 ची मूलभूत रचना:
\[
\text{-NH-(CH}_2\text{)}_6\text{-NH-CO-(CH}_2\text{)}_4\text{-CO-}
\]
सर्वात लहान एककाचे सापेक्ष आण्विक वस्तुमान:
– -NH-(CH₂)₆-NH- (हेक्सामेथिलीन डायअमाइन वजा H₂O) चे आण्विक वस्तुमान: ११४ ग्रॅम/मोल
– -CO-(CH₂)₄-CO- चे आण्विक वस्तुमान (H₂O शिवाय ॲडिपिक ॲसिड): १४२ ग्रॅम/मोल
सर्वात लहान कणांच्या रेणू वस्तुमानांची बेरीज:
\[
114 + 142 = 256 ग्रॅम/मोल
\]
प्रश्न ३: पॉलीकार्बोनेट
प्रश्न: बिस्फेनॉल ए आणि फॉस्जीनच्या अभिक्रियेने पॉलीकार्बोनेट कसे तयार होते? पॉलीकार्बोनेटची मूलभूत रचना काढा आणि सर्वात लहान एककाच्या सापेक्ष रेणू वस्तुमानाची गणना करा.
चर्चा :
बिस्फेनॉल ए (C₁₅H₁₆O₂) आणि फॉस्जीन (COCl₂) यांच्यातील अभिक्रियेतून पॉलीकार्बोनेट तयार होते.
निर्मिती अभिक्रिया खालीलप्रमाणे लिहिता येते:
n + 2n \, \text{HCl} \]
पॉलीकार्बोनेटची मूलभूत रचना:
\[
\text{-O-CO-OC}_6\text{H}_4\text{C}(\text{CH}_3)_2\text{C}_6\text{H}_4\text{O}-
\]
सर्वात लहान एककाचे सापेक्ष आण्विक वस्तुमान:
– C₆H₄-C(CH₃)₂-C₆H₄ चे आण्विक वस्तुमान (H₂O शिवाय बिस्फेनॉल A): २२४ ग्रॅम/मोल
– -COO- चे आण्विक वस्तुमान: २८ ग्रॅम/मोल
सर्वात लहान कणांच्या रेणू वस्तुमानांची बेरीज:
\[
224 + 28 = 252 ग्रॅम/मोल
\]
निष्कर्ष
या लेखात, आम्ही संघनन बहुलकीकरणाच्या संकल्पनेवर चर्चा केली आहे, ज्यामध्ये या प्रक्रियेद्वारे तयार होणाऱ्या काही सुप्रसिद्ध बहुवारिकांच्या मूलभूत अभिक्रिया आणि संरचनांचा समावेश आहे. उदाहरणे आणि चर्चेच्या माध्यमातून, या अभिक्रिया कशा कार्य करतात आणि बहुवारिक साखळीतील सर्वात लहान घटकांच्या सापेक्ष रेणू वस्तुमानाची गणना आपण कशी करू शकतो, हे स्पष्ट करणे हा या लेखाचा उद्देश आहे. संघनन बहुलकीकरणाचे सखोल ज्ञान असणे आवश्यक आहे, कारण अद्वितीय गुणधर्म आणि विविध उपयोगांसह विविध प्रकारची सामग्री तयार करण्यासाठी उद्योगात या प्रक्रियेचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.
