Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè àti Ìjíròrò nípa Àwọn Ìdáhùn Polymerization
Àwọn ìṣesí polymerization jẹ́ kókó pàtàkì nínú kẹ́mísírì onímọ̀-ẹ̀rọ. Ìlànà yìí ní í ṣe pẹ̀lú ìsopọ̀ àwọn molecule monomer láti ṣẹ̀dá àwọn molecule ńlá tí a ń pè ní polymers. Àwọn polimers ṣe pàtàkì fún ìgbésí ayé ojoojúmọ́, láti àwọn ohun èlò tí a fi ń ṣe ike àti roba sí àwọn okùn aṣọ. Nínú àpilẹ̀kọ yìí, a ó jíròrò àwọn àpẹẹrẹ onírúurú ìṣesí polymerization àti àwọn ojútùú wọn.
Àwọn Irú Ìsọdipúpọ̀
Ni gbogbogbo, a le pin polymerization si awọn oriṣi akọkọ meji:
1. Ìfikún ìfikún ìfikún ìfikún – Ìlànà yìí ní nínú sísopọ̀ àwọn monomer tí ó ní ìsopọ̀ méjì tàbí mẹ́ta láti ṣẹ̀dá polima láìsí ṣíṣe àwọn àbájáde mìíràn. Àpẹẹrẹ tí ó wọ́pọ̀ ti polima afikún ni polyethylene, tí a ṣẹ̀dá láti inú ethylene (CH₂=CH₂).
2. Ìmúdàgba ìtújáde omi – Nínú ìlànà yìí, ìṣesí láàrín àwọn monomer méjì tí ó ní àwọn ẹgbẹ́ iṣẹ́ pàtó kan ń mú polima kan jáde pẹ̀lú àwọn àbájáde bí omi tàbí methanol. Àpẹẹrẹ kan tí ó wọ́pọ̀ ni naylon, èyí tí a ṣẹ̀dá láti inú diamine àti diacid.
Àpẹẹrẹ Ìṣòro Ìfikún Ìmúdàgba
Ìbéèrè 1:
Ethylene (CH₂=CH₂) jẹ́ monomer kan tí ó ń pò polymer sí polyethylene. Ṣàlàyé ìṣe polymerization náà kí o sì sọ àwọn ọjà tí ó jáde.
Ìjíròrò:
Polyethylene jẹ́ polima tí a dá láti inú àwọn monomers ethylene nípasẹ̀ àfikún polymerization reaction. A lè kọ reaction yìí báyìí:
\[ n \text{(CH₂=CH₂)} \rightarrow \text{ -[CH₂-CH₂]- }_n \]
Níbi tí \( n \) jẹ́ iye àwọn ẹ̀ka monomer. Polyethylene tí a ṣe jẹ́ ẹ̀wọ̀n gígùn ti àwọn monomer ethylene láìsí àwọn àbájáde èyíkéyìí.
Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè Ìmúdàgba Ìmúdàgba
Ìbéèrè 2:
A máa ń ṣe polima nylon-6,6 nípasẹ̀ ìṣesí láàárín hexamethylenediamine àti adipic acid. Kọ ìṣesí náà kí o sì kọ àwọn ohun tí ó wà nínú rẹ̀ sílẹ̀.
Ìjíròrò:
Nylon-6,6 jẹ́ polima tí a ṣẹ̀dá láti inú ìṣesí láàrín hexamethylenediamine (\( \text{H₂N-(CH₂)₆-NH₂} \)) àti adipic acid (\( \text{HOOC-(CH₂)₄-COOH} \)). A lè ṣe ìṣesí ìṣẹ̀dá gẹ́gẹ́ bí a ṣe ń sọ yìí:
\[ \text{n (H₂N-(CH₂)₆-NH₂) + n (HOOC-(CH₂)₄-COOH)} \rightarrow \text{ -[NH-(CH₂)₆-NH-CO-(CH₂)₄-CO]- }_n + \{]
Omi (H₂O) ni a fi kún un.
Àwọn Ìbéèrè Míràn nípa Ṣíṣe Pílámírásì
Ìbéèrè 3:
A nlo Polyethylene terephthalate (PET) ninu ise awon igo ṣiṣu ati aso. Awon monomer ti o se PET ni ethylene glycol (\( \text{HOCH₂CH₂OH} \)) ati terephthalic acid (\( \text{HOOC-C₆H₄-COOH} \)). Se alaye ilana dida PET ki o si se isiro iye ti o ku ti a ba bere pelu moles marun ti monomer kọọkan.
Ìjíròrò:
Ìṣẹ̀dá polymerization condensation fún ìṣẹ̀dá PET ni:
\[ n \text{(HOCH₂CH₂OH)} + n \text{(HOOC-C₆H₄-COOH)} \rightarrow \text{ -[OOC-C₆H₄-COO-CH₂CH₂O]- }_n + 2n \text{H₂O} \]
Níbi tí \( n \) jẹ́ iye moles ti monomer. Tí a bá bẹ̀rẹ̀ pẹ̀lú moles ethylene glycol márùn-ún àti moles terephthalic acid márùn-ún, nígbà náà àwọn àbájáde tí ó jáde jẹ́ 5 × 2 = moles 10 ti H₂O.
Àwọn Ẹ̀ka Kinematic nínú Ìsọdipúpọ̀
Nínú àwọn ìṣe polymerization, ìṣe reaction kinetics jẹ́ ohun pàtàkì. Oríṣiríṣi àwọn nǹkan bíi iwọ̀n otútù, ìfúnpá, àti ìfojúsùn monomer lè ní ipa lórí ìwọ̀n polymerization.
Ìbéèrè 4:
Tí a bá sọ pé ìwọ̀n polymerization ti ìṣesí kan jẹ́ \( k [M]^x \), níbi tí k jẹ́ ìdúróṣinṣin oṣuwọn, [M] jẹ́ ìdúró monomer, àti x jẹ́ ìtòlẹ́sẹẹsẹ ìṣesí náà ní ìbámu pẹ̀lú monomer, ṣàlàyé bí ìyípadà nínú ìṣesí monomer yóò ṣe ní ipa lórí ìwọ̀n ìṣesí náà tí x = 2 bá jẹ́.
Ìjíròrò:
Tí x bá jẹ́ 2, nígbà náà ìwọ̀n ìhùwàsí náà jẹ́ \( k [M]^2 \). Èyí túmọ̀ sí wípé ìwọ̀n ìhùwàsí náà jẹ́ ìwọ̀n tààrà sí onígun mẹ́rin ti ìṣúra monomer náà. Tí ìṣúra monomer bá jẹ́ ìlọ́po méjì, ìwọ̀n ìhùwàsí náà yóò pọ̀ sí i ní ìlọ́po mẹ́rin (2² = 4).
Ṣíṣe àtúnṣe Redox
Irú ìṣiṣẹ́ polymerization mìíràn ni redox polymerization. Èyí ní í ṣe pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ redox láàárín àwọn ohun méjì tí ó bẹ̀rẹ̀ polymerization.
Ìbéèrè 5:
A máa ń ṣẹ̀dá polima nípasẹ̀ ìṣe redox láàárín benzoyl peroxide àti styrene. Kọ ìṣe ìbẹ̀rẹ̀ tí ó bá ṣẹlẹ̀.
Ìjíròrò:
Ìṣẹ̀dá ìbẹ̀rẹ̀ láàárín benzoyl peroxide àti styrene ń mú àwọn èròjà free radicals jáde tí ó ń bẹ̀rẹ̀ polymerization. Ìṣẹ̀dá náà nìyí:
\[ \text{(C₆H₅CO)₂O₂} \rightarrow 2 \text{C₆H₅COO·} \]
Lẹ́yìn náà ni benzoyloxyl radical (\( \text{C₆H₅COO·} \)) yóò ṣe àtúnṣe pẹ̀lú styrene, yóò sì bẹ̀rẹ̀ sí í ṣe àtúnṣe ẹ̀wọ̀n ti polymerization.
\[ \text{C₆H₅COO· + CH₂=CHC₆H₅} \rightarrow \text{C₆H₅COOCH₂-CH·C₆H₅} \]
Ìṣesí yìí ń bá a lọ títí tí styrene tó kù nínú ètò náà yóò fi ṣe àgbékalẹ̀ polystyrene.
Ipari
Lílóye àwọn ìṣesí polymerization àti àwọn ìlànà tí ó wà lẹ́yìn wọn ṣe pàtàkì fún ẹnikẹ́ni tí ó bá ní ipa nínú ìmọ̀ kẹ́mísírì tàbí ìmọ̀ ohun èlò. Pẹ̀lú àwọn àpẹẹrẹ tí a ti jíròrò lókè yìí, a retí pé kí àwọn òǹkàwé lóye àwọn ìlànà ìpìlẹ̀ ti polymerization afikún àti condensation, àti àwọn apá ìlọsíwájú bíi reaction kinetics àti redox polymerization. Pẹ̀lú ìpìlẹ̀ tí ó lágbára, a lè lóye ipa pàtàkì ti àwọn polymers ní onírúurú apá ìgbésí ayé òde òní.
