Номер 11, страница 120 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

Задания с развёрнутым ответом

11. Кевлар — самое прочное органическое волокно. Материал для изготовления пуленепробиваемых жилетов, жёстких конструкции крыльев самолётов, курток фехтовальщиков, защитных костюмов участников шоссейных мотоциклетных гонок, хорды в автомобильных шинах.

Мономерами для получения кевлара являются вещества, формулы которых

$\text{H}_2\text{N}-\text{C}_6\text{H}_4-\text{NH}_2$ и $\text{HOOC}-\text{C}_6\text{H}_4-\text{COOH}$

Напишите структурную формулу кевлара.

Решение

Кевлар — это синтетическое волокно, относящееся к классу арамидов (ароматических полиамидов). Его получают методом поликонденсации двух мономеров, указанных в условии: терефталевой кислоты (бензол-1,4-дикарбоновой кислоты) и p-фенилендиамина (1,4-диаминобензола).

Реакция поликонденсации протекает между карбоксильной группой ($–COOH$) одного мономера и аминогруппой ($–NH_2$) другого. При взаимодействии этих групп отщепляется молекула воды ($H_2O$) и образуется прочная амидная связь ($–CO–NH–$).

Так как оба исходных вещества (мономеры) являются бифункциональными, то есть содержат по две одинаковые функциональные группы на противоположных концах молекулы (в пара-положениях бензольного кольца), они способны многократно реагировать друг с другом, образуя длинные линейные полимерные цепи.

Схематически уравнение реакции получения кевлара можно записать так:

$n \ HOOC-\text{C}_6\text{H}_4-COOH + n \ H_2N-\text{C}_6\text{H}_4-NH_2 \rightarrow [-CO-\text{C}_6\text{H}_4-CO-NH-\text{C}_6\text{H}_4-NH-]_n + 2n \ H_2O$

Структурная формула кевлара представляет собой многократно повторяющееся элементарное звено, состоящее из остатков двух мономеров, соединенных амидной связью.

Ответ:

Структурная формула кевлара (повторяющееся звено полимера):

$[-\text{CO}-\text{C}_6\text{H}_4-\text{CO}-\text{NH}-\text{C}_6\text{H}_4-\text{NH}-]_n$

где $–\text{C}_6\text{H}_4–$ обозначает бензольное кольцо с заместителями в пара-положении (1,4).