ข้ามไปยังเนื้อหา

ปฏิกิริยาโพลิเมไรเซชัน

Chemistry A-Level · หัวข้อ 20

ดูสไลด์ ฝึกฝน
บทเรียนวิดีโอสำหรับหัวข้อนี้ เปิดหน้าวิดีโอ
7:24

ปฏิกิริยาโพลิเมไรเซชัน

มองรอบตัวคุณ ถ้วยน้ำ ถุงช้อปปิ้ง ห่อพลาสติก ทั้งสามทำจากสิ่งเดียวกัน: โมเลกุลขนาดใหญ่หนึ่งตัว สายที่ยาวหลายร้อย…

การบรรยายภาษาอังกฤษ · คำบรรยายภาษาอังกฤษ + 中文 ลอยตัวบนภาพ

20.1

การพอลิเมอไรเซชันแบบเพิ่ม

หลักสูตร
  1. อธิบาย พอลิเมไรเซชันแบบเติม ตัวอย่างโดยโพลี(เอทีน) และโพลี(คลอโรเอทีน), PVC
  2. สรุป หน่วยซ้ำ ของพอลิเมอร์ชนิดเติมที่ได้จาก มอนोเมอร์ ที่กำหนดให้
  3. ชี้ชัดมอนोเมอร์ที่มีอยู่ในส่วนหนึ่งของโมเลกุลพอลิเมอร์ชนิดเติมที่กำหนดให้
  4. Recognize ความยากในการกำจัดโพลี(แอลคีน) คือ ไม่สามารถย่อยสลายได้ (non-biodegradability) และผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ที่เป็นอันตราย

แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International

ในการ พอลิเมอไรเซชันแบบเพิ่ม โมเลกุลขนาดเล็กจำนวนมากจะเชื่อมต่อกันเป็นสายโซ่ที่ยาวมาก โดยไม่มีผลิตภัณฑ์อื่นใดเกิดขึ้น

แต่ละโมเลกุลขนาดเล็กคือ มอนోเมอร์ มันต้องไม่飽和 — มันมีพันธะคู่ C=C พันธะคู่จะเปิดออกเพื่อให้มอนෝเมอร์สามารถเชื่อมต่อกันได้ สายโซ่ที่ยาวที่เกิดขึ้นคือ โพลิเมอร์

มอนೋเมอร์เอทิลีนหลายตัว แต่ละตัวมีพันธะคู่ C=C เปิดพันธะคู่และเชื่อมต่อกันปลายต่อปลายเป็นสายโพลิเมอร์ที่ยาวด้วยพันธะเดี่ยว *พันธะคู่ของแต่ละมอนోเมอร์เปิดออก และมอนोเมอร์เชื่อมต่อกันปลายต่อปลายเป็นสายยาว — โดยไม่มีผลิตภัณฑ์อื่นใดเกิดขึ้น

เม็ดโพลี(เอทีน)โปร่งแสงขนาดเล็กกองอยู่ข้างไม้บรรทัดแสดงขนาดหลายมิลลิเมตร *โพลี(เอทิลีน) ซึ่งเป็นโพลิเมอร์แบบเพิ่มที่พบบ่อย ถูกจัดจำหน่ายเป็นเม็ดเล็กๆ ขนาดไม่กี่มิลลิเมตร; เม็ดเหล่านี้จะถูกหลอมละลายและขึ้นรูปเป็นขวด ถุง และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ในภายหลัง

หน่วยซ้ำ

หน่วยซ้ำ คือส่วนเล็ก ๆ ที่ถูกคัดลอกซ้ำๆ ไปตามสายโซ่ ในการหาหน่วยซ้ำ ให้เริ่มจากมอนోเมอร์ เปลี่ยน C=C เป็น C–C เดี่ยว และวาดพันธะออกไปที่ปลายทั้งสองด้าน

  • โพลี(เอทิลีน) สร้างจากเอทิลีน:
$$n\,\text{CH}_2{=}\text{CH}_2 \rightarrow -(\text{CH}_2{-}\text{CH}_2)_n-$$
  • โพลี(คลอโรเอทิลีน) (PVC) สร้างจากคลอโรเอทิลีน:
$$n\,\text{CH}_2{=}\text{CHCl} \rightarrow -(\text{CH}_2{-}\text{CHCl})_n-$$

คลอโรเอทิลีนที่มีพันธะคู่ทางซ้ายและหน่วยซ้ำของ PVC ในวงเล็บทางขวา พร้อมลูกศรสำหรับการเปิด C=C และการนำกลับมาใช้ใหม่ *การหาหน่วยซ้ำ: เปลี่ยน C=C ของมอนోเมอร์ให้เป็นพันธะเดี่ยวและวาดพันธะออกไปที่ปลายทั้งสอง; ทำย้อนกลับเพื่อหามอนోเมอร์

การหามอนోเมอร์

การทำในทิศทางตรงกันข้าม ให้ดูที่หน่วยซ้ำหนึ่งของโพลิเมอร์ แล้วใส่พันธะคู่ C=C กลับเข้าไป นั่นจะให้คุณได้มอนోเมอร์

ตัวอย่างวิธีทำ. โพลิเมอร์หนึ่งมีหน่วยซ้ำ $-(\text{CH}_2{-}\text{CH}(\text{CH}_3))_n-$ ระบุมอนోเมอร์และชื่อโพลิเมอร์ ทำย้อนกฎที่คุณใช้ในการสร้างมัน: ลบพันธะที่ยื่นออกมาที่ปลายทั้งสองออก และเปลี่ยน C-C ในโครงหลัก กลับเป็น C=C นั้นจะให้ $\text{CH}_2{=}\text{CH}(\text{CH}_3)$ ซึ่งเป็นโพรพีน — ดังนั้นโพลิเมอร์นี้คือ โพลี(โพรพีน) การตรวจสอบสองอย่างช่วยจับข้อผิดพลาดส่วนใหญ่ได้: มอนోเมอร์ต้องมี สูตรโมเลกุลเดียวกัน กับหน่วยซ้ำ (การพอลิเมอไรเซชันแบบเพิ่มไม่ได้เพิ่มหรือสูญเสียอะไร) และพันธะคู่จะกลับเข้าไปใน โครงหลัก ไม่เคยเข้าไปในกลุ่มด้านข้าง

สำรวจ

เส้นทางพอลิเมอไรเซชันแบบเติม

สังเกตโมโนเมอร์อัลคีนเชื่อมต่อกันโดยการเปิดพันธะคู่

คำศัพท์ ฝึกฝน
English ไทย
addition polymerisation/əˈdɪʃn ˌpɒlɪməraɪˈzeɪʃn/ การเกิดโพลิเมอร์ด้วยการเติม
monomer/ˈmɒnəʊmə/ โมโนเมอร์
polymer/ˈpɒlɪmə/ โพลิเมอร์
repeat unit/rɪˈpiːt ˈjuːnɪt/ หน่วยซ้ำ
poly(ethene)/ˈpɒlɪ/ โพลีเอทิลีน
poly(chloroethene)/ˈpɒlɪ/ โพลีไคลอโรเอทิลีน
non-biodegradable/nɒn ˌbaɪəʊdɪˈɡreɪdəbl/ ย่อยสลายทางชีวภาพไม่ได้
combustion/kəmˈbʌstʃn/ การเผาไหม้
20.1

ปัญหาการจัดการของเสีย

โพลี(แอลคีน) ทิ้งได้ยากมาก:

  • พวกเขาเป็น ย่อยสลายไม่ได้ — จุลินทรีย์ไม่สามารถทำลายพวกมันได้ จึงคงอยู่ในดินเป็นเวลานานมาก.
  • การเผาไหม้ (การเผา) สามารถปล่อยแก๊สที่เป็นอันตรายได้ ตัวอย่างเช่น การเผา PVC ปล่อยไฮโดรเจนคลอไรด์ที่มีพิษออกมา
沿海滩冲刷上岸的塑料垃圾
大多数加成聚合物都是不可生物降解的,因此会在环境中作为废弃物堆积
แผนภาพแสดงของเสียโพลี(อัลคีน)นำไปสู่สองปัญหา: ของเสียที่ไม่ย่อยสลายทางชีวภาพสะสมในหลุมฝังกลบ และการเผาไหม้ PVC ปล่อย HCl ที่มีพิษ
聚(烯烃)废弃物难以处理:它不可生物降解,且燃烧PVC会释放有毒的氯化氢
20.1

ข้อแนะนำสำหรับการสอบ

  • วาดหน่วยซ้ำในวงเล็บพร้อมพันธะสองเส้นตัดผ่านวงเล็บและ $n$ อยู่ด้านนอก; รักษาโครงกระดูกคาร์บอนไว้
  • สรุปโมโนเมอร์จากโพลีเมอร์ (และในทางกลับกัน) — เป็นคำถามที่พบบ่อยมาก
  • โพลีเมอร์เติมมีคุณสมบัติไม่ทำปฏิกิริยาและไม่ย่อยสลายทางชีวภาพ—เชื่อมโยงกับปัญหาการฝังกลบ การรีไซเคิล และการเผาทำลาย
  • อย่าสับสนกับการเกิดแบบควบแน่น (ไม่มีโมเลกุลเล็กๆ หลุดออกไปในปฏิกิริยาเติม)

บทเรียนเชิงโต้ตอบสำหรับหัวข้อนี้

ทำทีละขั้นตอน พร้อมแบบฝึกหัดตรวจสอบผลทันที

ข้อสอบย้อนหลัง

หัวข้อเพิ่มเติมใน Chemistry A-Level

เข้าสู่ระบบหรือสร้างบัญชี

IGCSE, A-Level & AP