பாலிமரைசேஷன் வினைகள் குறித்து விவாதிக்கும் எடுத்துக்காட்டு கேள்விகள்

பாலிமரைசேஷன் வினைகள் குறித்த எடுத்துக்காட்டுக் கேள்விகளும் கலந்துரையாடலும்

பாலிமராக்க வினைகள் கரிம வேதியியலில் ஒரு முக்கியத் தலைப்பாகும். இந்தச் செயல்முறையானது, மோனோமர் மூலக்கூறுகள் இணைந்து பாலிமர்கள் எனப்படும் மாபெரும் மூலக்கூறுகளை உருவாக்குவதை உள்ளடக்கியது. பிளாஸ்டிக் மற்றும் ரப்பர் தயாரிப்பதற்கான மூலப்பொருட்கள் முதல் ஜவுளி இழைகள் வரை, பாலிமர்கள் அன்றாட வாழ்க்கைக்கு இன்றியமையாதவை. இந்தக் கட்டுரையில், பாலிமராக்க வினைகளின் பல எடுத்துக்காட்டுகளையும் அவற்றின் தீர்வுகளையும் பற்றி விவாதிப்போம்.

பாலிமரைசேஷன் வகைகள்

பொதுவாக, பாலிமரைசேஷனை இரண்டு முக்கிய வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்:

1. கூட்டுப் பலபடியாக்கம் – இந்தச் செயல்முறையில், துணை விளைபொருட்களை உருவாக்காமல், இரட்டை அல்லது முப்பிணைப்புகளைக் கொண்ட ஒற்றை மூலக்கூறுகளை இணைத்து ஒரு பலபடி உருவாக்கப்படுகிறது. கூட்டுப் பலபடிக்கு ஒரு பொதுவான எடுத்துக்காட்டு பாலிஎத்திலீன் ஆகும், இது எத்திலீனிலிருந்து (CH₂=CH₂) உருவாகிறது.

2. ஒடுக்கப் பலபடியாக்கம் – இந்தச் செயல்முறையில், குறிப்பிட்ட வினைக்குழுக்களைக் கொண்ட இரண்டு ஒற்றைப்படிகளுக்கு இடையேயான வினையானது, நீர் அல்லது மெத்தனால் போன்ற துணை விளைபொருட்களுடன் ஒரு பலபடியையும் உருவாக்குகிறது. இதற்கு ஒரு பொதுவான எடுத்துக்காட்டு நைலான் ஆகும், இது ஒரு டையமீன் மற்றும் ஒரு டையமிலத்திலிருந்து உருவாகிறது.

கூட்டல் பாலிமரைசேஷன் சிக்கலின் எடுத்துக்காட்டு

கேள்வி 1:

எத்திலீன் (CH₂=CH₂) என்பது பாலிமராகி பாலிஎத்திலீனை உருவாக்கும் ஒரு மோனோமர் ஆகும். பாலிமராக்கல் வினையை விவரித்து, அதன் விளைவாக உருவாகும் தயாரிப்புகளைக் குறிப்பிடுக.

கலந்துரையாடல்:

பாலிஎத்திலீன் என்பது எத்திலீன் ஒற்றை மூலக்கூறுகளிலிருந்து கூட்டுப் பலபடியாக்கல் வினை மூலம் உருவாக்கப்படும் ஒரு பலபடி ஆகும். இந்த வினையைப் பின்வருமாறு எழுதலாம்:

\[ n \text{(CH₂=CH₂)} \rightarrow \text{ -[CH₂-CH₂]- }_n \]

இங்கு \( n \) என்பது மோனோமர் அலகுகளின் எண்ணிக்கை. உருவாகும் பாலிஎத்திலீன் என்பது எந்தவொரு துணை விளைபொருட்களும் இல்லாத, எத்திலீன் மோனோமர்களின் ஒரு நீண்ட சங்கிலியாகும்.

ஒடுக்கப் பலபடியாக்கல் எடுத்துக்காட்டுக் கேள்விகள்

கேள்வி 2:

ஹெக்ஸாமெத்திலீன்டையமீன் மற்றும் அடிபிக் அமிலம் ஆகியவற்றின் வினையால் நைலான்-6,6 பாலிமர் உருவாகிறது. அந்த வினையை எழுதி, துணை விளைபொருட்களைப் பட்டியலிடுக.

கலந்துரையாடல்:

நைலான்-6,6 என்பது ஹெக்ஸாமெத்திலீன்டையமீன் (\( \text{H₂N-(CH₂)₆-NH₂} \)) மற்றும் அடிபிக் அமிலம் (\( \text{HOOC-(CH₂)₄-COOH} \)) ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான வினையினால் உருவாகும் ஒரு பாலிமர் ஆகும். இந்த உருவாக்க வினையை பின்வருமாறு சூத்திரப்படுத்தலாம்:

\[ \text{n (H₂N-(CH₂)₆-NH₂) + n (HOOC-(CH₂)₄-COOH)} \rightarrow \text{ -[NH-(CH₂)₆-NH-CO-(CH₂)₄-CO]- n_}

துணை விளைபொருள் நீர் (H₂O) ஆகும்.

பிற பாலிமரைசேஷன் கேள்விகள்

கேள்வி 3:

பாலிஎத்திலீன் டெரிப்தாலேட் (PET) நெகிழிப் புட்டிகள் மற்றும் துணிகள் தயாரிப்பில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. PET-ஐ உருவாக்கும் ஒற்றை மூலக்கூறுகள் எத்திலீன் கிளைக்கால் (HOCH₂CH₂OH) மற்றும் டெரிப்தாலிக் அமிலம் (HOOC-C₆H₄-COOH) ஆகும். PET உருவாக்கும் செயல்முறையை விளக்கி, ஒவ்வொரு ஒற்றை மூலக்கூறிலும் 5 மோல்கள் எடுத்துக்கொண்டால் உருவாகும் துணை விளைபொருளின் அளவைக் கணக்கிடுங்கள்.

கலந்துரையாடல்:

PET உருவாவதற்கான ஒடுக்கப் பலபடியாக்கல் வினை பின்வருமாறு:

\[ n \text{(HOCH₂CH₂OH)} + n \text{(HOOC-C₆H₄-COOH)} \rightarrow \text{ -[OOC-C₆H₄-COO-CH₂CH₂O]- }_n + 2n \text{H₂O} \]

இங்கு \( n \) என்பது மோனோமரின் மோல்களின் எண்ணிக்கை. நாம் 5 மோல்கள் எத்திலீன் கிளைக்கால் மற்றும் 5 மோல்கள் டெரிப்தாலிக் அமிலத்துடன் தொடங்கினால், அதன் விளைவாக உருவாகும் துணை விளைபொருட்கள் 5 × 2 = 10 மோல்கள் H₂O ஆகும்.

பாலிமரைசேஷனில் இயக்கவியல் அம்சங்கள்

பாலிமராக்கல் வினைகளில், வினை இயக்கவியல் ஒரு முக்கியமான கருத்தாகும். பாலிமராக்கல் வீதமானது வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் மோனோமர் செறிவு போன்ற பல்வேறு காரணிகளால் பாதிக்கப்படலாம்.

கேள்வி 4:

ஒரு வினையின் பாலிமராக்க வீதம் \( k [M]^x \) எனில், இங்கு k என்பது வீத மாறிலி, [M] என்பது மோனோமர் செறிவு, மற்றும் x என்பது மோனோமரைப் பொறுத்த வினையின் வரிசை, x = 2 ஆக இருக்கும்போது மோனோமர் செறிவில் ஏற்படும் மாற்றம் வினை வீதத்தை எவ்வாறு பாதிக்கும் என்பதை விளக்குக.

கலந்துரையாடல்:

x என்பது 2 எனில், வினை வீதம் \( k [M]^2 \) ஆகும். இதன் பொருள், வினை வீதமானது மோனோமர் செறிவின் வர்க்கத்திற்கு நேர் விகிதத்தில் இருக்கும். மோனோமர் செறிவு இருமடங்கானால், வினை வீதம் நான்கு மடங்கு அதிகரிக்கும் (2² = 4).

ரெடாக்ஸ் பாலிமரைசேஷன்

பாலிமராக்க வினையின் மற்றொரு வகை ரெடாக்ஸ் பாலிமராக்கம் ஆகும். இதில், பாலிமராக்கத்தைத் தொடங்கும் இரண்டு பொருட்களுக்கு இடையே ஒரு ரெடாக்ஸ் வினை நிகழ்கிறது.

கேள்வி 5:

பென்சாயில் பெராக்சைடு மற்றும் ஸ்டைரீன் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான ஆக்சிஜன் ஒடுக்க வினை மூலம் ஒரு பாலிமர் உருவாகிறது. இதில் நிகழும் தொடக்க வினையை எழுதுக.

கலந்துரையாடல்:

பென்சாயில் பெராக்சைடு மற்றும் ஸ்டைரீன் இடையேயான தொடக்க வினையானது, பாலிமரைசேஷனைத் தொடங்கும் தனி радиகல்களை உருவாக்குகிறது. அந்த வினை பின்வருமாறு:

\[ \text{(C₆H₅CO)₂O₂} \rightarrow 2 \text{C₆H₅COO·} \]

பின்னர் பென்சாயிலாக்சில் ரேடிகல் (C₆H₅COO·) ஸ்டைரீனுடன் வினைபுரிந்து, பாலிமரைசேஷன் சங்கிலித் தொடர் வினையைத் தொடங்குகிறது.

\[ \text{C₆H₅COO· + CH₂=CHC₆H₅} \rightarrow \text{C₆H₅COOCH₂-CH·C₆H₅} \]

அமைப்பில் மீதமுள்ள ஸ்டைரீன் வினைபுரிந்து பாலிஸ்டைரீனை உருவாக்கும் வரை இந்த வினை தொடர்கிறது.

முடிவுரை

வேதியியல் அல்லது பொருள் அறிவியலில் ஈடுபடும் எவருக்கும் பாலிமராக்க வினைகளையும் அவற்றின் பின்னணியில் உள்ள வழிமுறைகளையும் புரிந்துகொள்வது மிகவும் முக்கியமானது. மேலே விவாதிக்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டுகளின் மூலம், வாசகர்கள் கூட்டல் மற்றும் ஒடுக்கப் பாலிமராக்கத்தின் அடிப்படை செயல்முறைகளையும், அத்துடன் வினை இயக்கவியல் மற்றும் ரெடாக்ஸ் பாலிமராக்கம் போன்ற சில மேம்பட்ட அம்சங்களையும் புரிந்துகொள்வார்கள் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. ஒரு உறுதியான அடித்தளத்துடன், நவீன வாழ்க்கையின் பல்வேறு அம்சங்களில் பாலிமர்களின் முக்கியப் பங்கை நம்மால் சிறப்பாகப் புரிந்துகொள்ள முடியும்.