רמה גבוהה: מונומרים בשני קצוות יוצרים פוליאלסטר
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| condensation polymerisation/kɒndenˈseɪʃn ˌpɒlɪməraɪˈzeɪʃn/ | פולימרזציה קונדנסציה |
| polyester/ˌpɒlɪˈestə/ | פוליאסטר |
מה יכול להסביר תצפית זו?
- רמה גבוהה: מולקלת אלכוהול עם שני קבוצות OH יכולה להתחבר בשתי הקצוות. יחד עם מולקלה המכילה שני קבוצות COOH, היא יכולה ליצור שרשרת ולא לעצור לאחר קשר אסטר יחיד.
- התחל בחזית. ציין את הכמותות או התכונות שת срав, ואז החלט איזה עדות יכולה להבדיל בין שתי הסברות.
בניית המודל
- פולימריזציה בקונדנסציה מצטרפת מונמרים עם שתי קבוצות פונקציונליות, לרוב מאבדת מולקולות קטנות כגון מים. דוגמת המפרט הנרכשת זוג אתנדיול HO–CH₂–CH₂–OH עם חומצה הেকסאנדיאית HOOC–(CH₂)₄–COOH. לכל מונמר יש שתי קבוצות פונקציונליות זהות. קצוות אלכוהול וחומצה קרבוקסילית מגיבים ליצירת קשרי אסטר C(=O)–O, ומשאירים קבוצות פונקציונליות זמינות להרחבת השרשרת. הפולימער המתקבל מכיל שאריות משני סוגי המונמרים.
- פולימריזציה בקונדנסציה: צירוף מונמרים רב-פונקציונליים בעת יצירת תוצרי לוואי מולקולות קטנות בתגובה הנדרשת; פולי-אסטר: פולימער המכיל קשרי אסטר חוזרים בגבולת שלו.
מדוע הדיול והחומצה הדיקרבוקסילית הנזכרים יכולים להמשיך ליצור שרשרת?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
לכל מונומר יש שתי קבוצות ריאקטיביות - הדיול עם -OH בקצוותיו, הדיאסיד עם -COOH בקצוותיו - כך שכל אירוע חיבור משאיר קצה ריאקטיבי נוסף כדי שהשרשרת תמשיך.
התאמו כל מונח טכני למשמעותו המדויקת.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
השתמשו בהגדרות כדי להבדיל בין כמותיות ותהליכים הקשורים זה לזה.
בחר עדים שיכולים לבדוק אותו
- קראו את היחידה החוזרת האידיאלית בפנים: –O–CH₂–CH₂–O–C(=O)–(CH₂)₄–C(=O)–. מקטע ה-CH₂–CH₂ הגיע מהדיאול, והמקטע CH₂ ארבעה והפחמנים הקarbonyl הגיעו מהדיאסיד. בכל אירוע חיבור, H מ-OH אלכוהולי ו-OH מ-COOH חומצי יוצרים מים. החמצן הנותר מקשר את פחמן הקarbonyl למקטע הדיאול. בניגוד לפולימריזציה בהוספה, היחידה החוזרת אינה שומרת על כל האטומים של זוג המונמרים המקורי.
- בנו שרשרת נייר או ערכת דגמים משני קרטיסים דיאול ודיאסיד דו-קצביים. חברו רק קצוות תואמים, סימנו כל קשר אסטר והניחו כרטיס מים אחד לצד כל אירוע חיבור אמיתי. זוג OH/COOH בודד אינו יכול להתרחב לאינסוף בשני הקצוות. השוו את היחידה החוזרת עם שתי המולקולות ההתחלתיות והסבירו אילו קבוצות פונקציונליות אפשרו את הגידול. משימת הדגם הזו אינה רשות לבצע סינתזת פולימרים לא מאושרת במעבדה.
אילו שני הרגלים הופכים את החקירה או הדגם במקרה זה לקבלנים יותר?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ניסוח התנאים וההנחות מאפשר לאחרים לחזור על העבודה בדיוק, ורישום הראיות התומכות מאפשר להם לבדוק את המסקנה. הסתרת תוצאות המולכות מסירה את הראיות שיכולות לערער מסקנה שגויה, ומדידה אחת לעולם לא יכולה להוכיח טענה רחבה יותר.
עבודה על בסיס גודלים ידועים
- ציין את הערכים הידועים ואת יחידות המידה שלהם. בחר בקשר מכיוון שההנחות שלו מתאימות למקרה זה, ולאחר מכן סדר מחדש לפני ההצבה.
- ידוע: שרשרת סופית, בלתי-מסועפת מורכבת משלושה מולקולות די-אלכוהול ושלושה מולקולות די-חומצה, ללא טבעת או קשרים צולבים נוספים. שישה מולקולות דורשות חמישה קשרי חיבור, ולכן נוצרים חמישה H₂O. המשוואה הסכמטית למפרט השרשרת הארוכה משתמשת במסורת היחידה החוזרת האידיאלית; מספר המים המדויק בשרשרת סופית תלוי בקצוות הנותרים. ספירת הקשרים בפועל נמנעת מהתייחס למסורת זו כנוסחת קצוות מדודת.
שרשרת פתוחה סופית מחברת שמונה מולקולות מונומר באמצעות שבעה קשרי עיבוי, ומאבדת H₂O אחד לכל קשר. ספירת מולקולות מים. השתמש באותה רצף: כמויות ידועות → דגם → קשר → הצבה → יחידה ופרשנות.
שרשרת פתוחה סופית מחברת שמונה מולקולות מונומר באמצעות שבעה קשרי קונדנסציה, ומאבדת מולקולת H₂O אחת לכל קשר. ספור את מולקולות המים.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
התוצאה היא 7 מולקולות. ידוע: 8 מולקולות מונומר המחוברות על ידי 7 קשרים בשרשרת פתוחה, עם איבוד H2O אחד לקשר. מולקולות מים = 7. מספר הקשרים הוא באחד פחות ממספר המולקולות כי שני הקצוות נשארים לא מחוברים.
בדוק את המסקנה ואת הגבולות שלה
- פוליester מכיל קשרי אסטר רבים; השם לא אומר שכל הפולימר הוא אסטר. עיבוי יכול ליצור סוגי קשר אחרים, והמולקולה הקטנה הנאבדת אינה חובה להיות מים. שמור על קשר הכפול של הקרבוניל ב-C(=O)–O. מטרה זו היא תוכן רק ברמת הגבוהה בכימיה; היא לא צריכה להפוך את פולימריזציית ההוספה ברמה הרגילה לתוכן גבוה בלבד.
- חזור לתצפית המקורית. הסבר מה התוצאה תומכת, אילו תנאים היא מניחה, ודרך אחת לבדוק הסבר מתחרה.
פולימרזציה קונדנסציה חייב לשמור על כל אטום של המונומרים ההתחלתיים בפולימר. טענה זו שגויה: קונדנסציה משחררת מולקולה קטנה - בדרך כלל מים - ב-EVERY קשר, כך שהפולימר לא יכול להכיל את כל אטומי המונומר. שמירה על כל אטום מתארת פולימרזציה הוספה, לא קונדנסציה.
רמת גבוהה: מונומרים עם שני קצוות יוצרים פוליester: קרא את הפנים החוזרות האידיאליות כ–O–CH₂–CH₂–O–C(=O)–(CH₂)₄–C(=O)–. מקטע ה-CH₂–CH₂ הגיע מהדי-אלכוהול, וארבעת ה-CH₂ והקربونילים הגיעו מהדי-חומצה. בכל אירוע חיבור, H מ-OH אלכוהולי ו-OH מ-COOH חומצתי יוצרים מים. החמצן הנותר מקשר את קربونיל הקרבון לקטע הדי-אלכוהול. בניגוד לפולימריזציית הוספה, החזרה הללו אינה שומרת על כל האטום של זוג המונומרים המקורי.
פולימריזציה בהתאדות חייבת לשמור על כל האטומים של המונומרים ההתחלתיים בפולימר.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
קונדנסציה משחררת מולקולה קטנה - בדרך כלל מים - בכל קשר, ולכן הפולימר אינו יכול להכיל את כל אטומי המונומרים. שמירה על כל האטומים מתארת פולימריזציית הוספה, לא קונדנסציה.
חיבור מונומרים רבי-פונקציונליים תוך יצירת תוצרי לוואי מולקולות קטנות בתגובה הנזכרת: כתוב את המונח הטכני.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
פולימריזציה בהתאדות היא חיבור מונומרים רבי-פונקציונליים תוך יצירת תוצרי לוואי מולקולות קטנות בתגובה הנזכרת.