الانتقال إلى المحتوى

البلمرة

A-Level الكيمياء · الموضوع 35

درس فيديو لهذا الموضوع افتح صفحة الفيديو
7:58

البلمرة (A2)

انظر إلى ثلاثة أشياء مختلفة تمامًا. حبل نايلون. زجاجة مشروب بلاستيكية. البروتين في شعرك. يبدو أنه ليس لديهم شيء مشترك. ومع ذلك فإن الثلاثة…

سرد باللغة الإنجليزية · ترجمة مدمجة بالإنجليزية + الصينية

35.1

البلمرة بالتكاثف

المنهج
  1. صف تكوين بولي إستر: (أ) التفاعل بين ديول وحمض كربوكسيلي ثنائي أو كلوريد أسيل ثنائي (ب) تفاعل حمض هيدروكسي كربوكسيلي
  2. صف تكوين بولي أميد: (أ) التفاعل بين ديامين وحمض كربوكسيلي ثنائي أو كلوريد أسيل ثنائي (ب) تفاعل حمض أمينو كربوكسيلي (ج) التفاعل بين الأحماض الأمينية
  3. استنتج وحدة التكرار لـ بوليمر تكثيف حاصل من مونومر معين أو زوج من المونومرات
  4. حدد المونومر(ات) الموجودة في جزء معين من جزيء بوليمر تكثيف

المصدر: منهج كامبريدج الدولي

في البلمرة بالتكاثف، ترتبط المونومرات في سلسلة طويلة و يُفقد جزيء صغير (مثل الماء أو $\text{HCl}$) في كل مرة يتشكل فيها رابط جديد. تحتاج كل مونومر إلى مجموعتين تفاعليتين، حتى يمكن للسلسلة النمو من كلا الطرفين.

مجموعة كربوكسيل تتصل بمجموعة هيدروكسيل لتكوين رابطة إستر، ومجموعة كربوكسيل تتصل بأمين لتكوين رابطة أميد، كل منهما يحرر جزيء ماء
روابط التكثيف: يتكون البولي إستر بروابط إستر، والبولي أميد بروابط أميد؛ تطلق كل رابطة جديدة جزيئاً صغيراً (هنا الماء)

البولي إستر

البولي إستر يحتوي على العديد من روابط الإستر في سلسلته. يمكن制备 واحد منه من:

  • ديول (مجموعتان $\text{–OH}$) وحمض ثنائي الكربوكسيل (مجموعتان $\text{–COOH}$)، أو كلوريد ثنائي الأيل.
  • حمض هيدروكسي كربوكيلي واحد، يحتوي على كل من $\text{–OH}$ و$\text{–COOH}$.
حزمة من زجاجات المشروبات البلاستيكية الشفافة المسحوقة
زجاجات مشروبات PET مصنوعة من بولي إستر — وهو بوليمر تكاثفي، تم جمعها هنا لإعادة تدويرها

البولي أميد

البولي أميد يحتوي على العديد من روابط الأميد. يمكن制备 واحد منه من:

  • داي أمين (مجموعتان $\text{–NH}_2$) وحمض ثنائي الكربوكسيل أو كلوريد ثنائي الأيل.
  • حمض أمينو كربوكيلي واحد، أو من أحماض أمينية ترتبط معاً (البروتينات هي بولي أميدات طبيعية).
خيط من النايلون الوردي يُسحب لأعلى من كأس، مُشكّلًا خيطًا متصلًا على سطح السائل
"فخ النايلون": يتشكل النايلون (بولي أميد) حيث يلتقي محلولان متفاعلان، لذا يمكن سحب خيط طويل واحد (يظهر وردياً هنا بسبب إضافة مؤشر)

وحدات التكرار والمونومرات

تحتوي وحدة التكرار للبوليمر التكاثفي على أجزاء من كلا المونومرات، ناقص الذرات المفقودة كجزيء صغير. لإيجاد المونومرات من جزء من البوليمر، قم بكسر السلسلة عند كل رابطة إستر أو أميد، ثم أعد $\text{–OH}$ و$\text{–H}$ (أو $\text{–Cl}$).

سلسلة بوليستر مكسورة عند روابط الإستر وتُعاد إليها نهايات -OH و-H لاستعادة مونمرات الكحول ثنائي الهيدروكسيل وحمض الكربوكسيل ثنائي الكربوكسيل
لإيجاد المونومرات، قم بكسر السلسلة عند كل رابطة وأعد –OH و–H إلى الأطراف المقطعة — مما يعطي هنا الديول وحمض ثنائي الكربوكسيل

مثال محلول. تحتوي سلسلة بوليمر على روابط $\text{–CONH–}$ متكررة. اذكر نوع البوليمر، حدد المونومرات، وأعطِ الجزيء الصغير المفقود. رابطة $\text{–CONH–}$ هي أميد، لذا هذا بولي أميد يتكون عن طريق تكاثف البوليمرات. لإيجاد المونومرات، قم بكسر السلسلة عند كل رابطة أميد وأعد ذرات أطراف القطع: تأخذ طرف الكربون $\text{–OH}$، مما يُكوّن حمض ثنائي الكربوكسيل، ويأخذ طرف النيتروجين $\text{–H}$، مما يُكوّن داي أمين. الجزيء الصغير المفقود عند كل رابطة هو الماء (أو $\text{HCl}$، إذا تم استخدام كلوريد الأيل بدلاً من الحمض). يجب أن تحتوي كل مونومر على مجموعتين وظيفيتين، وإلا فلن تستمر السلسلة في النمو - إذا كان المونومر الذي تقترحه يحتوي على مجموعة واحدة فقط، فقد قمت بكسر السلسلة في المكان الخطأ.

استكشف

مسار بوليمرة التكثيف

راقب ارتباط المونومرات بينما تغادر جزيء صغير في كل مرة.

مفردات تدريب
English العربية
condensation polymerisation/kɒndenˈseɪʃn ˌpɒlɪməraɪˈzeɪʃn/ بوليمرة تكاثفية
polyester/ˌpɒlɪˈestə/ بولي إستر
diol/dɪˈɒl/ ديول
dicarboxylic acid/ˌdɪkɑːbəkˈsɪlɪk ˈæsɪd/ حمض ثنائي الكربوكسيل
polyamide/ˌpɒlɪˈeɪmaɪd/ بولي أميد
diamine/ˈdaɪəmaɪn/ ثنائي الأمين
amino acid/əˈmiːnəʊ ˈæsɪd/ حمض أميني
repeat unit/rɪˈpiːt ˈjuːnɪt/ وحدة تكرار
monomer/ˈmɒnəʊmə/ مونومر
addition polymerisation/əˈdɪʃn ˌpɒlɪməraɪˈzeɪʃn/ بوليمرة إضافة
poly(alkene)/ˈpɒlɪ/ بولي ألكين
biodegradable/ˌbaɪəʊdɪˈɡreɪdəbl/ قابل للتحلل الحيوي
hydrolysis/haɪˈdrɒləsɪs/ تحلل مائي
35.2

التنبؤ بنوع البوليمرة

المنهج
  1. تنبأ بنوع بلمرة تفاعل لمونومر معين أو زوج من المونومرات
  2. استنتج نوع تفاعل البلمرة الذي ينتج جزءاً معينا من جزيء بوليمر

المصدر: منهج كامبريدج الدولي

دليل النوع
يحتوي المونومر على رابطة مزدوجة C=C، ولا يُفقد شيء آخر بوليمرة الإضافة
لكل مونومر مجموعتان وظيفيتان، ويُفقد جزيء صغير؛ تحتوي السلسلة على روابط إستر أو أميد بوليمرة التكثيف
لوحان يقارنان بين البلمرة بالإضافة، حيث تُفتح R=C ولا يُفقد شيء، وبين البلمرة بالتكاثف، حيث ترتبط مونمرات ذات مجموعتين ويُفقد جزيء صغير
النوعان من البوليمرة: الإضافة تفتح C=C ولا تفقد شيئاً؛ التكثيف تربط مونومرات ذات مجموعتين وتفقد جزيئاً صغيراً
استكشف

مختبر نوع البوليمرة

صنّف المونومرات بناءً على ما إذا كانت تكون بوليمرات إضافة أو تكاثف.

35.3

بوليمرات قابلة للتحلل

المنهج
  1. أن تدرك أن بوليمرات الألكينات (poly(alkenes)) خاملة كيميائياً وبالتالي قد يصعب تحللها حيوياً
  2. أن تدرك أن بعض البوليمرات يمكن تحللها بفعل الضوء
  3. أن تدرك أن البوليستر والبولي أميد تتحلل حيوياً بواسطة التحلل المائي الحمضي والقاعدي

المصدر: منهج كامبريدج الدولي

  • بولي(ألكينات) خاملة كيميائياً — لديها فقط روابط قوية غير قطبية C–C وC–H، لذا يصعب تحللها حيوياً وتبقى لفترة طويلة.
  • بعض البوليمرات مصممة بحيث يمكن الضوء تكسيرها (هي قابلة للتحلل الضوئي).
  • البولي إستر والبولي أميد قابلة للتحلل الحيوي، لأن روابطها الإستر والأميد يمكن تكسيرها بواسطة التحلل المائي الحمضي أو القلوي.
استكشف

مسار البوليمرات القابلة للتدهور

تابع كيف يتحكم بنية البوليمر في التحلل.

35.3

نصائح للامتحان

  • بوليمرات التكثيف (بولي إستر، بولي أميد) تتكون مع فقدان جزيء صغير ($\text{H}_2\text{O}$ أو HCl) — ارسم وحدة التكرار والجزيء المفقود.
  • حدد المونومرات من البوليمر عن طريق كسر الرابطة الإستر أو الأميد — سؤال شائع.
  • تنبأ بالنوع من المونومرات: يعطي $\text{C}=\text{C}$ إضافة؛ المجموعتان الوظيفيتان تعطانا تكثيفاً.
  • البولي إستر والبولي أميد قابلة للتحلل المائي (أكثر قابلية للتدهور)؛ بوليمرات الإضافة ليست كذلك.

دروس تفاعلية حول هذا الموضوع

ا-working عليه خطوة بخطوة، مع تمارين تحقق فوري.

أوراق الامتحانات السابقة

المزيد من المواضيع في A-Level الكيمياء

تسجيل الدخول أو إنشاء حساب

IGCSE, A-Level & AP