Повышенный уровень: двухконцевые мономеры образуют полиэстер
Введено| English | Значение |
|---|---|
| condensation polymerisation/kɒndenˈseɪʃn ˌpɒlɪməraɪˈzeɪʃn/ | конденсационная полимеризация |
| polyester/ˌpɒlɪˈestə/ | полиэстер |
Что могло бы объяснить это наблюдение?
- Высокий уровень: Молекула спирта с двумя группами OH может соединяться на обоих концах. Вместе с молекулой, несущей две группы COOH, она может образовывать цепь, а не останавливаться после одной эфирной связи.
- Начните с гипотезы. Укажите величины или признаки, которые вы будете сравнивать, затем определите, какие доказательства могут различить два объяснения.
Построение модели
- Конденсационная полимеризация соединяет мономеры с двумя функциональными группами, обычно теряя малые молекулы, такие как вода. Пример из приобретенной спецификации сочетает этандиол HO–CH₂–CH₂–OH с гександиовой кислотой HOOC–(CH₂)₄–COOH. Каждый мономер имеет две одинаковые функциональные группы. Концы спирта и карбоновой кислоты реагируют, образуя эфирные связи C(=O)–O, оставляя функциональные группы доступными для расширения цепи. Получающийся полиэфир содержит остатки обоих типов мономеров.
- конденсационная полимеризация: соединение многофункциональных мономеров с образованием побочных продуктов малых молекул в указанной реакции; полиэстер: полимер, содержащий повторяющиеся эфирные связи в своем остове.
Почему указанные диол и дикарбоновая кислота могут продолжать образование цепи?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Каждый мономер несет ДВЕ реакционные группы: диол имеет -OH на каждом конце, дикислота имеет -COOH на каждом конце, поэтому каждое событие соединения оставляет еще одну реакционную группу для продолжения цепи.
Сопоставьте каждый технический термин с его точным определением.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Используйте определения для различения смежных величин и процессов.
Выберите доказательства для проверки
- Прочитайте идеальное повторяющееся внутреннее строение как –O–CH₂–CH₂–O–C(=O)–(CH₂)₄–C(=O)–. Segment CH₂–CH₂ происходит от диола, а сегмент из четырех CH₂ и карбонильные углероды — от дикислоты. При каждом соединении атом H из спиртовой группы OH и группа OH из кислотной группы COOH образуют воду. Оставшийся атом кислорода связывает карбонильный углерод со сегментом диола. В отличие от полимеризации присоединения, повторяющееся звено не сохраняет все атомы исходной пары мономеров.
- Соберите бумажную или модельную цепь из карточек с двухконцевыми диолами и дикислотами. Соединяйте только совместимые концы, отметьте каждую эфирную связь и поместите одну карточку воды рядом с каждым фактическим событием соединения. Одна пара OH/COOH не может бесконечно расти на обоих концах. Сравните повторяющееся звено с обеими исходными молекулами и объясните, какие функциональные группы обеспечили рост. Это моделировочное задание не является разрешением на проведение неподтвержденного синтеза полимеров в лаборатории.
Какие две привычки делают расследование или модель в данном случае более обоснованными?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Указание условий и допущений позволяет другим точно воспроизвести работу, а фиксация подтверждающих данных даёт возможность проверить вывод. Сокрытие противоречащих результатов устраняет доказательства, способные оспорить ошибочный вывод, а одно измерение никогда не может обосновать более широкий claim.
Работайте с известными величинами
- Укажите известные значения и их единицы измерения. Выберите соотношение, предположения которого подходят к данному случаю, затем преобразуйте формулу перед подстановкой.
- Известно: конечная неразветвленная цепь построена из трех молекул диола и трех молекул дикислоты, без колец или дополнительных поперечных связей. Шести молекулам требуется пять соединений, поэтому образуется пять молекул H₂O. Уравнение для длинной цепи в схематическом виде использует идеальную конвенцию повторяющегося звена; точное количество воды для конечной цепи зависит от оставшихся концевых групп. Подсчет фактических связей предотвращает трактовку этой конвенции как формулы для определения концевых групп.
Конечная открытая цепь объединяет восемь молекул мономеров через семь конденсационных связей, теряя одну молекулу H₂O на каждую связь. Посчитайте количество молекул воды. Используйте ту же последовательность: известные величины → модель → соотношение → подстановка → единицы и интерпретация.
Конечная открытая цепь соединяет восемь молекул мономеров через семь конденсационных связей, теряя одну H₂O на каждую связь. Посчитайте молекулы воды.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Результат: 7 молекул. Известно: 8 молекул мономера соединены 7 связями в открытой цепи, на каждую связь приходится потеря одной H2O. Молекул воды = 7. Количество связей на единицу меньше количества молекул, так как два конца остаются несоединенными.
Проверьте вывод и его ограничения
- Полиэфир содержит множество эфирных связей; название не означает, что каждый полимер является эфиром. Конденсация может образовывать другие типы связей, и потерянная малая молекула не всегда должна быть водой. Сохраните двойную связь C(=O) в структуре C(=O)–O. Весь этот раздел относится исключительно к химии высшего уровня и не должен делать полимеризацию присоединения общего уровня достоянием высшей ступени.
- Вернитесь к первоначальному наблюдению. Объясните, что подтверждает результат, при каких условиях он верен и каким образом можно проверить конкурирующее объяснение.
Конденсационная полимеризация должна сохранить все атомы исходных мономеров в полимере. Это утверждение неверно: конденсация выделяет малую молекулу (обычно воду) на КАЖДОЙ связи, поэтому полимер не может содержать все атомы мономеров. Сохранение всех атомов описывает полимеризацию присоединения, а не конденсации.
Высший уровень: двухконцевые мономеры образуют полиэфир: Прочитайте идеальное повторяющееся внутреннее строение как –O–CH₂–CH₂–O–C(=O)–(CH₂)₄–C(=O)–. Segment CH₂–CH₂ происходит от диола, а сегмент из четырех CH₂ и карбонильные углероды — от дикислоты. При каждом соединении атом H из спиртовой группы OH и группа OH из кислотной группы COOH образуют воду. Оставшийся атом кислорода связывает карбонильный углерод со сегментом диола. В отличие от полимеризации присоединения, повторяющееся звено не сохраняет все атомы исходной пары мономеров.
Конденсационная полимеризация должна сохранить все атомы исходных мономеров в полимере.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Конденсация выделяет малую молекулу — обычно воду — НА КАЖДОЙ связи, поэтому полимер не может содержать все атомы мономера. Сохранение всех атомов описывает полимеризацию присоединения, а не конденсации.
Соединение многофункциональных мономеров с образованием побочных продуктов из малых молекул в указанной реакции: запишите технический термин.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
конденсационная полимеризация означает соединение многофункциональных мономеров с образованием побочных продуктов из малых молекул в указанной реакции.