බහුඅවයවීකරණ ප්රතික්රියා පිළිබඳ උදාහරණ ප්රශ්න සහ සාකච්ඡාව
බහුඅවයවීකරණ ප්රතික්රියා කාබනික රසායන විද්යාවේ ප්රධාන මාතෘකාවකි. මෙම ක්රියාවලියට මොනෝමර් අණු එකතු වී පොලිමර් ලෙස හඳුන්වන යෝධ අණු සෑදීම ඇතුළත් වේ. ප්ලාස්ටික් සහ රබර් සෑදීමට භාවිතා කරන අමුද්රව්යවල සිට රෙදිපිළි තන්තු දක්වා එදිනෙදා ජීවිතයට බහුඅවයව අත්යවශ්ය වේ. මෙම ලිපියෙන් අපි බහුඅවයවීකරණ ප්රතික්රියා සහ ඒවායේ විසඳුම් පිළිබඳ උදාහරණ කිහිපයක් සාකච්ඡා කරමු.
බහුඅවයවීකරණ වර්ග
සාමාන්යයෙන්, බහුඅවයවීකරණය ප්රධාන වර්ග දෙකකට බෙදිය හැකිය:
1. ආකලන බහුඅවයවීකරණය - මෙම ක්රියාවලියේදී ද්විත්ව හෝ ත්රිත්ව බන්ධන අඩංගු මොනෝමර් ඒකාබද්ධ කර අතුරු නිෂ්පාදන නිපදවීමකින් තොරව බහුඅවයවයක් සාදයි. ආකලන බහුඅවයවයකට පොදු උදාහරණයක් වන්නේ එතිලීන් (CH₂=CH₂) වලින් සෑදෙන පොලිඑතිලීන් ය.
2. ඝනීභවන බහුඅවයවීකරණය - මෙම ක්රියාවලියේදී, නිශ්චිත ක්රියාකාරී කාණ්ඩ අඩංගු මොනෝමර් දෙකක් අතර ප්රතික්රියාව ජලය හෝ මෙතනෝල් වැනි අතුරු නිෂ්පාදන සමඟ බහුඅවයවයක් නිපදවයි. පොදු උදාහරණයක් වන්නේ ඩයමයින් සහ ඩයඇසිඩ් වලින් සෑදී ඇති නයිලෝන් ය.
එකතු කිරීමේ බහුඅවයවීකරණ ගැටලුවක උදාහරණය
ප්රශ්නය 1:
එතිලීන් (CH₂=CH₂) යනු පොලිඑතිලීන් සෑදීමට බහුඅවයවීකරණය කරන මොනෝමරයකි. බහුඅවයවීකරණ ප්රතික්රියාව විස්තර කර ප්රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන නිෂ්පාදන සඳහන් කරන්න.
සාකච්ඡාව:
පොලිඑතිලීන් යනු එකතු කිරීමේ බහුඅවයවීකරණ ප්රතික්රියාවක් හරහා එතිලීන් මොනෝමර් වලින් සෑදෙන බහුඅවයවයකි. මෙම ප්රතික්රියාව පහත පරිදි ලිවිය හැකිය:
\[ n \පෙළ{(CH₂=CH₂)} \දකුණු ඊතලය \පෙළ{ -[CH₂-CH₂]- }_n \]
මෙහි \( n \) යනු මොනෝමර් ඒකක ගණනයි. සාදන ලද පොලිඑතිලීන් යනු කිසිදු අතුරු නිෂ්පාදන නොමැතිව එතිලීන් මොනෝමර් වල දිගු දාමයකි.
ඝනීභවන බහුඅවයවීකරණ උදාහරණ ප්රශ්න
ප්රශ්නය 2:
හෙක්සැමෙතිලීන් ඩයමයින් සහ ඇඩිපික් අම්ලය අතර ප්රතික්රියාවෙන් නයිලෝන්-6,6 බහු අවයවයක් සෑදේ. ප්රතික්රියාව ලියා අතුරු නිෂ්පාදන ලැයිස්තුගත කරන්න.
සාකච්ඡාව:
නයිලෝන්-6,6 යනු හෙක්සැමෙතිලීන් ඩයමයින් (\( \text{H₂N-(CH₂)₆-NH₂} \)) සහ ඇඩිපික් අම්ලය (\( \text{HOOC-(CH₂)₄-COOH} \)) අතර ප්රතික්රියාවෙන් සෑදෙන බහු අවයවයකි. සෑදීමේ ප්රතික්රියාව පහත පරිදි සකස් කළ හැකිය:
\[ \text{n (H₂N-(CH₂)₆-NH₂) + n (HOOC-(CH₂)₄-COOH)} \rightarrow \text{ -[NH-(CH₂)₆-NH-CO-(CH₂)₄-CO]₂ }_n +
අතුරු ඵලය ජලය (H₂O) වේ.
වෙනත් බහුඅවයවීකරණ ප්රශ්න
ප්රශ්නය 3:
පොලිඑතිලීන් ටෙරෙෆ්තලේට් (PET) ප්ලාස්ටික් බෝතල් සහ රෙදි නිෂ්පාදනය සඳහා භාවිතා කරයි. PET සෑදෙන මොනෝමර් වන්නේ එතිලීන් ග්ලයිකෝල් (\( \text{HOCH₂CH₂OH} \)) සහ ටෙරෙෆ්තලික් අම්ලය (\( \text{HOOC-C₆H₄-COOH} \)) ය. PET සෑදීමේ ක්රියාවලිය පැහැදිලි කර එක් එක් මොනෝමරයේ මවුල 5 කින් ආරම්භ කළහොත් අතුරු නිෂ්පාදන ප්රමාණය ගණනය කරන්න.
සාකච්ඡාව:
PET සෑදීම සඳහා ඝනීභවන බහුඅවයවීකරණ ප්රතික්රියාව:
\[ n \පෙළ{(HOCH₂CH₂OH)} + n \පෙළ{(HOOC-C₆H₄-COOH)} \දකුණු ඊතලය \පෙළ{ -[OOC-C₆H₄-COO-CH₂CH₂O]- }_n + 2n \පෙළ{H₂O} \]
මෙහි \( n \) යනු මොනෝමරයේ මවුල ගණනයි. අපි එතිලීන් ග්ලයිකෝල් මවුල 5 කින් සහ ටෙරෙෆ්තලික් අම්ලය මවුල 5 කින් ආරම්භ කළහොත්, ලැබෙන අතුරු ඵල 5 × 2 = H₂O මවුල 10 කි.
බහුඅවයවීකරණයේ චාලක අංශ
බහුඅවයවීකරණ ප්රතික්රියා වලදී, ප්රතික්රියා චාලක විද්යාව වැදගත් සලකා බැලීමකි. බහුඅවයවීකරණ අනුපාතය උෂ්ණත්වය, පීඩනය සහ මොනෝමර් සාන්ද්රණය වැනි විවිධ සාධක මගින් බලපෑම් කළ හැකිය.
ප්රශ්නය 4:
ප්රතික්රියාවක බහුඅවයවීකරණ අනුපාතය \( k [M]^x \) ලෙස පැවසුවහොත්, k යනු අනුපාත නියතය වන අතර, [M] යනු මොනෝමර් සාන්ද්රණය වන අතර, x යනු මොනෝමරයට සාපේක්ෂව ප්රතික්රියාවේ අනුපිළිවෙල නම්, x = 2 නම් මොනෝමර් සාන්ද්රණයේ වෙනසක් ප්රතික්රියා අනුපාතයට බලපාන්නේ කෙසේදැයි පැහැදිලි කරන්න.
සාකච්ඡාව:
x 2 නම්, ප්රතික්රියා අනුපාතය \( k [M]^2 \) වේ. මෙයින් අදහස් කරන්නේ ප්රතික්රියා අනුපාතය මොනෝමර් සාන්ද්රණයේ වර්ගයට සෘජුව සමානුපාතික වන බවයි. මොනෝමර් සාන්ද්රණය දෙගුණ කළහොත්, ප්රතික්රියා අනුපාතය හතර ගුණයකින් වැඩි වේ (2² = 4).
රෙඩොක්ස් බහුඅවයවීකරණය
තවත් බහුඅවයවීකරණ ප්රතික්රියා වර්ගයක් වන්නේ රෙඩොක්ස් බහුඅවයවීකරණයයි. මෙයට බහුඅවයවීකරණය ආරම්භ කරන ද්රව්ය දෙකක් අතර රෙඩොක්ස් ප්රතික්රියාවක් ඇතුළත් වේ.
ප්රශ්නය 5:
බෙන්සොයිල් පෙරොක්සයිඩ් සහ ස්ටයිරීන් අතර රෙඩොක්ස් ප්රතික්රියාවක් හරහා බහුඅවයවයක් සෑදේ. සිදුවන ආරම්භක ප්රතික්රියාව ලියන්න.
සාකච්ඡාව:
බෙන්සොයිල් පෙරොක්සයිඩ් සහ ස්ටයිරීන් අතර ආරම්භක ප්රතික්රියාව බහුඅවයවීකරණය ආරම්භ කරන නිදහස් රැඩිකලුන් නිපදවයි. ප්රතික්රියාව පහත පරිදි වේ:
\[ \පෙළ{(C₆H₅CO)₂O₂} \දකුණු ඊතලය 2 \පෙළ{C₆H₅COO·} \]
ඉන්පසු බෙන්සොයිලොක්සයිල් රැඩිකල් (\( \text{C₆H₅COO·} \)) ස්ටයිරීන් සමඟ ප්රතික්රියා කර බහුඅවයවීකරණ දාම ප්රතික්රියාවක් ආරම්භ කරයි.
\[ \පෙළ{C₆H₅COO· + CH₂=CHC₆H₅} \දකුණු ඊතලය \පෙළ{C₆H₅COOCH₂-CH·C₆H₅} \]
පද්ධතියේ ඉතිරිව ඇති ස්ටයිරීන් ප්රතික්රියා කර පොලිස්ටිරීන් සාදන තෙක් මෙම ප්රතික්රියාව දිගටම පවතී.
නිගමනය
රසායන විද්යාවේ හෝ ද්රව්ය විද්යාවේ නියැලී සිටින ඕනෑම කෙනෙකුට බහුඅවයවීකරණ ප්රතික්රියා සහ ඒවා පිටුපස ඇති යාන්ත්රණයන් අවබෝධ කර ගැනීම ඉතා වැදගත් වේ. ඉහත සාකච්ඡා කළ උදාහරණ සමඟින්, පාඨකයින් එකතු කිරීමේ සහ ඝනීභවනය වන බහුඅවයවීකරණයේ මූලික ක්රියාවලීන් මෙන්ම ප්රතික්රියා චාලක විද්යාව සහ රෙඩොක්ස් බහුඅවයවීකරණය වැනි සමහර දියුණු අංශ ග්රහණය කර ගැනීමට අපේක්ෂා කෙරේ. ශක්තිමත් පදනමක් සමඟින්, නූතන ජීවිතයේ විවිධ අංශවල බහුඅවයවවල වැදගත් කාර්යභාරය අපට වඩා හොඳින් තේරුම් ගත හැකිය.
