ข้ามไปยังเนื้อหา

ปฏิกิริยาโพลิเมไรเซชัน

Chemistry A-Level · หัวข้อ 35

ดูสไลด์ ฝึกฝน
บทเรียนวิดีโอสำหรับหัวข้อนี้ เปิดหน้าวิดีโอ
7:58

ปฏิกิริยาพอลิเมไรเซชัน (A2)

ดูสามสิ่งที่แตกต่างกันมาก เชือกไนลอน ขวดน้ำพลาสติก และโปรตีนในเส้นผมของคุณ ดูเหมือนจะไม่มีอะไรร่วมกัน แต่ทั้งสาม…

การบรรยายภาษาอังกฤษ · คำบรรยายภาษาอังกฤษ + 中文 ลอยตัวบนภาพ

35.1

พอลิเมอไรเซชันแบบคอนเดนเซชัน

หลักสูตร
  1. อธิบายการสร้าง โพลีเอสเตอร์: (ก) ปฏิกิริยาระหว่างไดโอลและกรดไดคาร์บอกซิลิกหรือไดอะไซลคลอไรด์ (ข) ปฏิกิริยาของไฮดรอกซีคาร์บอกซิลิกแอซิด
  2. อธิบายการสร้าง โพลีแอมไมด์: (ก) ปฏิกิริยาระหว่างไดอะมิ้นและกรดไดคาร์บอกซิลิกหรือไดอะไซลคลอไรด์ (ข) ปฏิกิริยาของอะมิโนคาร์บอกซิลิกแอซิด (ค) ปฏิกิริยาระหว่างกรดอะมิโน
  3. สรุป หน่วยซ้ำ ของ พอลิเมอร์แบบ condensation ที่ได้จาก monomer หรือคู่ monomer给定
  4. ระบุ monomer(s) ที่มีอยู่ในส่วนที่กำหนดของโมเลกุลพอลิเมอร์แบบ condensation

แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International

ใน พอลิเมอไรเซชันแบบคอนเดนเซชัน โมโนเมอร์เชื่อมต่อกันเป็นสายยาว และ มีโมเลกุลขนาดเล็ก (เช่น น้ำหรือ $\text{HCl}$) ถูกปล่อยออกทุกครั้งที่เกิดพันธะใหม่ Each monomer ต้องมี สอง กลุ่มทำปฏิกิริยา เพื่อให้สายสามารถเติบโตได้ทั้งสองด้าน

กลุ่มคาร์บอกซิลที่เชื่อมกับไฮดรอกซิลเพื่อสร้างลิงก์เอสเตอร์ และกลุ่มคาร์บอกซิลที่เชื่อมกับอะมินเพื่อสร้างลิงก์แอมิด โดยแต่ละครั้งจะปล่อยโมเลกุลของน้ำออกมา
ลิงก์การควบแน่น: โพลีเอสเตอร์สร้างลิงก์เอสเตอร์และโพลีแอมิดสร้างลิงก์แอมิด; ลิงก์ใหม่แต่ละตัวจะปล่อยโมเลกุลขนาดเล็ก (ในที่นี้คือน้ำ)

โพลีเอสเตอร์

โพลีเอสเตอร์ มีลิงก์เอสเตอร์จำนวนมากเรียงตามสายโซ่ สามารถผลิตได้จาก:

  • ไดอล (มี $\text{–OH}$ สองกลุ่ม) และ กรดไดคาร์บอกซิลิก (มี $\text{–COOH}$ สองกลุ่ม) หรือ ไดโอซิลคลอไรด์
  • ไฮโดรซีคาร์บอกซิลิกแอซิดชนิดเดียว ซึ่งมีทั้ง $\text{–OH}$ และ $\text{–COOH}$
กองพลาสติกใสบดบดจากขวดเครื่องดื่ม
ขวดเครื่องดื่ม PET ทำจากโพลีเอสเตอร์ — โพลิเมอร์จากการควบแน่น ซึ่งถูกเก็บรวบรวมไว้เพื่อรีไซเคิลในภาพนี้

โพลีแอมิด

โพลีแอมิด มีลิงก์แอมิดจำนวนมาก สามารถผลิตได้จาก:

  • ไดเอมีน (มี $\text{–NH}_2$ สองกลุ่ม) และ กรดไดคาร์บอกซิลิกหรือไดโอซิลคลอไรด์
  • อะมิโนคาร์บอกซิลิกแอซิดชนิดเดียว หรือ จาก กรดอะมิโน ที่รวมตัวกัน (โปรตีนคือโพลีแอมิดธรรมชาติ)
เส้นใยไนลอนสีชมพูถูกดึงขึ้นจากถ้วยทดลอง ก่อตัวเป็นเส้นใยต่อเนื่องที่พื้นผิวของเหลว
" trik绳子尼龙": ไนลอน (โพลีแอมิด) เกิดขึ้นเมื่อสารละลายปฏิกิริยาทั้งสองมาพบกัน ดังนั้นจึงสามารถดึงเส้นใยยาวเพียงเส้นเดียวออกมาได้ (ในภาพนี้เป็นสีชมพูเนื่องจากเพิ่มอินดิเคเตอร์)

หน่วยซ้ำและโมโนเมอร์

หน่วยซ้ำ ของโพลิเมอร์จากการควบแน่นประกอบด้วยส่วนของ โมโนเมอร์ทั้งสอง หักลบด้วยอะตอมที่สูญเสียไปพร้อมกับโมเลกุลขนาดเล็ก เพื่อหา โมโนเมอร์ จากส่วนหนึ่งของโพลิเมอร์ ให้ตัดสายโซ่ที่ลิงก์เอสเตอร์หรือแอมิดทุกจุด แล้วเติม $\text{–OH}$ และ $\text{–H}$ (หรือ $\text{–Cl}$) กลับเข้าไป

สายโพลีเอสเตอร์ถูกตัดที่ลิงก์เอสเตอร์ และปลายที่ถูกตัดให้กลับ -OH และ -H เพื่อคืนโมโนเมอร์ไดอลและกรดไดคาร์บอกซิลิก
ในการหาโมโนเมอร์ ให้ตัดสายโซ่ที่ลิงก์แต่ละจุดแล้วเติม –OH และ –H กลับไปที่ปลายที่ถูกตัด — ในที่นี้คืนไดอลและกรดไดคาร์บอกซิลิก

ตัวอย่างทำข้อสอบ. สายโพลิเมอร์มีลิงก์ $\text{–CONH–}$ ซ้ำกัน ชื่อประเภทของโพลิเมอร์ ระบุโมโนเมอร์ และบอกโมเลกุลขนาดเล็กที่หายไป ลิงก์ $\text{–CONH–}$ คือ แอมิด ดังนั้นนี่คือ โพลีแอมิด ที่เกิดจาก โพลิเมไรเซชันแบบควบแน่น ในการหาโมโนเมอร์ ให้ตัดสายโซ่ที่ ทุก ลิงก์แอมิดแล้วคืนอะตอมให้ปลายที่ถูกตัด: ฝั่งคาร์บอนรับ $\text{–OH}$ ทำให้กลายเป็น กรดไดคาร์บอกซิลิก และฝั่งไนโตรเจนรับ $\text{–H}$ ทำให้กลายเป็น ไดเอมีน โมเลกุลขนาดเล็กที่หายไป在每个ลิงก์คือ น้ำ (หรือ $\text{HCl}$ หากใช้แอซีลไดคลอไรด์แทนกรด) โมโนเมอร์แต่ละตัวต้องมี สอง กลุ่มฟังก์ชัน มิฉะนั้นสายโซ่จะไม่สามารถเติบโตต่อได้ — หากคุณเสนอโมโนเมอร์ที่มีเพียงหนึ่งกลุ่ม แสดงว่าคุณตัดสายโซ่ผิดตำแหน่ง

สำรวจ

เส้นทางetweenensation polymer

สังเกตโมโนเมอร์เชื่อมต่อกันในขณะที่โมเลกุลขนาดเล็กหลุดออกทุกครั้งที่

คำศัพท์ ฝึกฝน
English ไทย
condensation polymerisation/kɒndenˈseɪʃn ˌpɒlɪməraɪˈzeɪʃn/ การพอลิเมอไรเซชันแบบลด
polyester/ˌpɒlɪˈestə/ โพลีเอสเตอร์
diol/dɪˈɒl/ diol
dicarboxylic acid/ˌdɪkɑːbəkˈsɪlɪk ˈæsɪd/ กรดไดคาร์บอกซิลิก
polyamide/ˌpɒlɪˈeɪmaɪd/ โพลีเอไมด์
diamine/ˈdaɪəmaɪn/ ไดเอมีน
amino acid/əˈmiːnəʊ ˈæsɪd/ กรดอะมิโน
repeat unit/rɪˈpiːt ˈjuːnɪt/ หน่วยซ้ำ
monomer/ˈmɒnəʊmə/ โมโนเมอร์
addition polymerisation/əˈdɪʃn ˌpɒlɪməraɪˈzeɪʃn/ การพอลิเมอไรเซชันแบบเพิ่ม
poly(alkene)/ˈpɒlɪ/ โพลี(อัลคีน)
biodegradable/ˌbaɪəʊdɪˈɡreɪdəbl/ ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ
hydrolysis/haɪˈdrɒləsɪs/ hydrolysis
35.2

การทำนายประเภทของการโพลิเมไรเซชัน

หลักสูตร
  1. คาดการณ์ประเภทของปฏิกิริยา พอลิเมอไรเซชัน สำหรับ monomer给定หรือคู่ monomer给定
  2. สรุปประเภทของปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันที่ผลิตส่วนที่กำหนดของโมเลกุลพอลิเมอร์

แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International

线索 类型
โมโนเมอร์มีพันธะคู่ C=C และ ไม่มีการสูญเสียอะไร โพลิเมไรเซชันแบบเพิ่ม
โมโนเมอร์แต่ละตัวมี สอง กลุ่มฟังก์ชัน และมีโมเลกุลขนาดเล็กที่หายไป; สายโซ่มีลิงก์เอสเตอร์หรือแอมิด โพลิเมไรเซชันแบบควบแน่น
สองแผงเปรียบเทียบโพลิเมไรเซชันแบบเพิ่ม ที่ C=C เปิดออกและไม่มีการสูญเสีย กับโพลิเมไรเซชันแบบควบแน่น ที่โมโนเมอร์สองกลุ่มฟังก์ชันรวมกันและมีโมเลกุลขนาดเล็กที่หายไป
สองประเภทของการโพลิเมไรเซชัน: แบบเพิ่มเปิด C=C และไม่สูญเสียอะไร; แบบควบแน่นรวมโมโนเมอร์สองกลุ่มฟังก์ชันและสูญเสียโมเลกุลขนาดเล็ก
สำรวจ

ห้องปฏิบัติการประเภทโพลิเมอไรเซชัน

จำแนกโมโนเมอร์โดยพิจารณาว่าสร้างโพลิเมอร์แบบ addition หรือ condensation

35.3

โพลิเมอร์ที่ย่อยสลายได้

หลักสูตร
  1. รับรู้ได้ว่าโพลี(อัลคีน)มีคุณสมบัติทางเคมีที่เฉื่อยและดังนั้นจึงอาจย่อยสลายทางชีวภาพได้ยาก
  2. รับรู้ว่าบางชนิดของพอลิเมอร์สามารถถูกย่อยสลายด้วยการกระทำของแสง
  3. รับรู้ว่าโพลีเอสเตอร์และโพลีแอมाइด์สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้จากการทำปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสในสภาวะกรดและด่าง

แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International

  • โพลี(อัลคีน) มีความเฉื่อยทางเคมี — มีแต่พันธะ C–C และ C–H ที่แข็งแรงและไม่ขั้ว ทำให้ย่อยสลายทางชีวภาพยากและคงอยู่ได้นาน
  • บางโพลิเมอร์ถูกออกแบบให้แสงสามารถย่อยสลายได้ (เรียกว่า photodegradable)
  • โพลีเอสเตอร์และโพลีแอมิด ย่อยสลายทางชีวภาพได้ เพราะลิงก์เอสเตอร์และแอมิดสามารถแตกหักได้จากการ ไฮโดรไลซิส ที่มีกรดหรือเบส
สำรวจ

เส้นทางโพลิเมอร์ย่อยสลายได้

ติดตามว่าโครงสร้างโพลิเมอร์ควบคุมการสลายตัวอย่างไร

35.3

ข้อแนะนำสำหรับการสอบ

  • โพลิเมอร์จากการควบแน่น (โพลีเอสเตอร์, โพลีแอมิด) เกิดขึ้นพร้อมกับการ สูญเสียโมเลกุลขนาดเล็ก ($\text{H}_2\text{O}$ หรือ HCl) — วาดหน่วยซ้ำและโมเลกุลที่หายไป
  • ระบุ โมโนเมอร์จากโพลิเมอร์ โดยการตัดลิงก์เอสเตอร์หรือแอมิด — เป็นคำถามที่พบบ่อย
  • ทำนายประเภท จากโมโนเมอร์: $\text{C}=\text{C}$ ให้แบบเพิ่ม; สองกลุ่มฟังก์ชันให้แบบควบแน่น
  • โพลีเอสเตอร์และโพลีแอมิด สามารถไฮโดรไลซ์ได้ (ย่อยสลายได้ง่ายกว่า); โพลิเมอร์แบบเพิ่มไม่สามารถ

บทเรียนเชิงโต้ตอบสำหรับหัวข้อนี้

ทำทีละขั้นตอน พร้อมแบบฝึกหัดตรวจสอบผลทันที

ข้อสอบย้อนหลัง

หัวข้อเพิ่มเติมใน Chemistry A-Level

เข้าสู่ระบบหรือสร้างบัญชี

IGCSE, A-Level & AP