Skip to content · ⁨דלג לתוכן⁩

Polymerisation · ⁨פולימריזציה⁩

A-Level Chemistry · ⁨כימיה A-Level⁩ · Topic 20 · ⁨נושא 20⁩

Video lesson for this topic · ⁨שיעור וידאו לנושא זה⁩ Open the video page · ⁨פתח את עמוד הוידאו⁩
7:24

פולימריזציה

סתכל סביבך. כוס שתייה. תיק קניות. נייר אריזה מפלסטיק. השלושה עשויים מאותו סוג דבר: מולקולה אחת ענקית, שרשרת המונה עשרות…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨קריאת קול באנגלית · תרגום אנגלי + סינית שרוף בתוך הסרטון⁩

20.1

Addition polymerisation · ⁨פולימרזציה בתוספת⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English
  1. describe addition polymerisation as exemplified by poly(ethene) and poly(chloroethene), PVC
  2. deduce the repeat unit of an addition polymer obtained from a given monomer
  3. identify the monomer(s) present in a given section of an addition polymer molecule
  4. recognise the difficulty of the disposal of poly(alkene)s, i.e. non-biodegradability and harmful combustion products
עברית
  1. תיאור פולימרזציית תוספה בהמחשתם של פולי(אתן) ופולי(כלורואתן), PVC
  2. מיצוי היחידה החוזרת של פולימר תוספה שהתקבל ממונומר נתון
  3. זיהוי המונומר(ים) הקיים(ים) בחלק נתון של מולקולת פולימר תוספה
  4. הזדהות בקושי בפינוי פולי(אלקנים), כלומר אי-ביופירוק ותוצרי בעירה מזיקים

Source: Cambridge International syllabus · ⁨מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'⁩

English

In addition polymerisation 加成聚合, many small molecules join into one very long chain, with no other product made.

Each small molecule is a monomer 单体. It must be unsaturated — it has a C=C double bond. The double bond opens up so that the monomers can link together. The long chain that forms is the polymer 聚合物.

Repeat units

The repeat unit 重复单元 is the small part that is copied again and again along the chain. To find it, take the monomer, change the C=C to a single C–C, and draw bonds going out at each end.

  • poly(ethene) 聚乙烯 is made from ethene:
$$n\,\text{CH}_2{=}\text{CH}_2 \rightarrow -(\text{CH}_2{-}\text{CH}_2)_n-$$
  • poly(chloroethene) 聚氯乙烯 (PVC) is made from chloroethene:
$$n\,\text{CH}_2{=}\text{CHCl} \rightarrow -(\text{CH}_2{-}\text{CHCl})_n-$$

Finding the monomer

To go the other way, look at one repeat unit of the polymer, and put the C=C double bond back in. That gives you the monomer.

Worked example. A polymer has the repeat unit $-(\text{CH}_2{-}\text{CH}(\text{CH}_3))_n-$. Identify the monomer and name the polymer. Reverse the rule you used to build it: rub out the bonds sticking out at each end, and turn the single C-C in the backbone back into a C=C. That gives $\text{CH}_2{=}\text{CH}(\text{CH}_3)$, which is propene - so the polymer is poly(propene). Two checks catch most errors: the monomer must have the same molecular formula as the repeat unit (addition polymerisation adds nothing and loses nothing), and the double bond goes back into the backbone, never into the side group.

עברית

בפולימרזציה בתוספת, מספר רב של מולקולות קטנות מצטמצבות למולקולה אחת ארוכה מאוד, ללא יצירת מוצרים נוספים.

כל מולקולה קטנה היא מונומר. היא חייבת להיות בלתי רוויה — יש לה קשר כפול C=C. הקשר הכפול נפתח כך שהמונומרים יכולים להתחבר זה לזה. השרשרת הארוכה שנוצרת היא הפולימר.

מספר מונומרי אתן, כל אחד עם קשר כפול C=C, פותחים את הקשר הכפול ומתחברים קצה לקצה ליצירת שרשרת פולימר ארוכה אחת של קשרים יחידים
הקשר הכפול של כל מונומר נפתח, והמונומרים מתחברים קצה לקצה ליצירת שרשרת ארוכה אחת — ללא תוצר נוסף
ערימה של גרגירים שקופים-קטנים של פולי(אתן) לצד סרגל המראה שהם בגודל מספר מילימטרים
פולי(אתן), פולימר תוספה נפוץ, מסופק כגרגירים קטנים בגודל מספר מילימטרים; מאוחר יותר הם מומסים ועיצוב לבקבוקים, שקיות ומוצרים אחרים

יחידות חוזרות

היחידה החוזרת היא החלק הקטן שמעותקב שוב ושוב לאורך השרשרת. למצוא אותה, קחו את המונומר, שינו את ה-C=C לקשר יחיד C–C, וציירו קשרים יוצאים משני הקצוות.

  • פולי(אתן) עשוי מאתן:
$$n\,\text{CH}_2{=}\text{CH}_2 \rightarrow -(\text{CH}_2{-}\text{CH}_2)_n-$$
  • פולי(כלורואתן) (PVC) עשוי מכלורואתן:
$$n\,\text{CH}_2{=}\text{CHCl} \rightarrow -(\text{CH}_2{-}\text{CHCl})_n-$$
כלורואתן עם הקשר הכפול בצד שמאל והיחידה החוזרת המקוטעת של PVC בצד ימין, עם חצים לפתיחת ה-C=C והשבתו
מצאת היחידה החוזרת: שינו את ה-C=C של המונומר לקשר יחיד וציירו קשרים יוצאים משני הקצוות; הפכו כדי למצוא את המונומר

מציאת המונומר

כדי ללכת לכיוון ההפוך, הסתכלו על יחידה חוזרת אחת מהפולימר, ושבו את הקשר הכפול C=C. זה ייתן לכם את המונומר.

דוגמה מפורשת. פולימר יש לו את היחידה החוזרת $-(\text{CH}_2{-}\text{CH}(\text{CH}_3))_n-$. זיהו את המונומר וכינו את הפולימר. הפכו את הכלל ששימשתם לבנייתו: מחקו את הקשרים הבולטים בשני הקצוות, והפכו את הקשר היחיד C-C בגב חזרה ל-C=C. זה נותן $\text{CH}_2{=}\text{CH}(\text{CH}_3)$, שהוא פרופן - ולכן הפולימר הוא פולי(פרופן). שני בדיקות תופסים רוב הטעויות: המונומר חייב להיות עם אותו נוסחה מולקולרית כמו היחידה החוזרת (פולימריזציית תוספה מוסיפה ולא מאבדת דבר), והקשר הכפול חוזר לתוך הגב, לעולם לא לתוך הקבוצה הצדדית.

Explore · ⁨חקור⁩

Addition polymerisation route · ⁨דרך פולימריזציה תוספת⁩

Watch alkene monomers join by opening their double bonds. · ⁨הסתכל איך מונומרים של אלקנים מתחברים על ידי פתיחת קשרים הכפולים שלהם.⁩

Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
addition polymerisation/əˈdɪʃn ˌpɒlɪməraɪˈzeɪʃn/ פולימריזציית תוסף
monomer/ˈmɒnəʊmə/ מונומר
polymer/ˈpɒlɪmə/ פולימר
repeat unit/rɪˈpiːt ˈjuːnɪt/ יחידת חזרה
poly(ethene)/ˈpɒlɪ/ פוליאתילן
poly(chloroethene)/ˈpɒlɪ/ פוליכלורואתילן
non-biodegradable/nɒn ˌbaɪəʊdɪˈɡreɪdəbl/ לא מתפרק ביולוגית
combustion/kəmˈbʌstʃn/ בעירה
20.1

The problem of disposal · ⁨בעיית הפינוי⁩

English

Poly(alkene)s are very hard to get rid of:

  • they are non-biodegradable 不可生物降解 — microbes cannot break them down, so they stay in the ground for a very long time.
  • their combustion 燃烧 (burning) can release harmful gases. For example, burning PVC gives off toxic hydrogen chloride.
עברית

פולי(אלקנים) קשה מאוד לפנות מהם:

  • הם בלתי מתפרקים ביולוגית — חיידקים אינם יכולים לפרק אותם, ולכן הם נשארים בקרקע למשך זמן רב מאוד.
  • הבעירה שלהם (שריפה) יכולה לשחרר גזים מזיקים. לדוגמה, שריפת PVC משחררת מימן כלורי רעיל.
פסולת פלסטיק שנשטפה על חוף
רוב פולימרי התוספה הם בלתי מתפרקים ביולוגית, ולכן הם מצטברים כפסולת בסביבה
תרשים המראה פסולת של פולי(אלקן) המובילה לשני בעיות: פסולת שאינה מתפרקת ביולוגית שנשארת במטמון, ושריפת PVC שמפרישה HCl רעיל
פסולת של פולי(אלקן) קשה להשמידה: היא אינה מתפרקת ביולוגית, ושריפת PVC משחררת מימן כלורי רעיל
20.1

Exam tips · ⁨טיפים לבחינות⁩

English
  • Draw the repeat unit in brackets with the two bonds crossing them and $n$ outside; keep the backbone carbons.
  • Deduce the monomer from a polymer (and vice versa) — a very common question.
  • Addition polymers are inert and non-biodegradable — link to landfill, recycling and incineration issues.
  • Do not confuse with condensation (no small molecule is lost in addition polymerisation).
עברית
  • צייר את היחידה החוזרת בסוגריים עם שתי הקשרים חוצים אותם ו$n$ מחוץ; שמור על עמוד השדרה של הפחמנים.
  • הגדל את המונומר מפולימר (ולהפך) — שאלה נפוצה מאוד.
  • פולימרים בהוספה הם חסרי פעילות ואינם מתפרקים ביולוגית — קשור לבעיות מטמון, מחזור חומרים ושריפה.
  • אל תבלבל עם הוספה (אין אבדן מולקולה קטנה בפולימריזציה בהוספה).

Interactive lessons on this topic · ⁨שיעורים אינטראקטיביים בנושא זה⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨לעבור על הדברים צעד אחר צעד, עם תרגילים לבדיקה מיידית.⁩

Past Papers · ⁨מבחני עבר⁩

More topics in A-Level Chemistry · ⁨כימיה A-Level⁩ · ⁨נושאים נוספים בA-Level Chemistry · ⁨כימיה A-Level⁩⁩

Log in or create account · ⁨היכנס או צור חשבון⁩

IGCSE, A-Level & AP