Номер 1, страница 202 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

1. На конкретных примерах поясните, чем отличаются реакции поликонденсации от реакций полимеризации.

1. Реакции полимеризации и поликонденсации являются основными способами получения полимеров, однако они имеют принципиальные различия, которые можно продемонстрировать на конкретных примерах.

Реакция полимеризации — это процесс образования полимера путем последовательного присоединения молекул мономера к растущей цепи. Главной особенностью этого процесса является то, что мономеры должны содержать кратные связи (двойные или тройные) или быть циклическими соединениями, способными к раскрытию цикла. Реакция протекает без выделения побочных продуктов, поэтому элементный состав макромолекулы полимера идентичен элементному составу исходного мономера.

Пример: полимеризация этилена.

Мономер этилен ($CH_2=CH_2$) имеет двойную связь. В условиях реакции (температура, давление, катализатор) эта связь разрывается, и молекулы соединяются в длинную цепь, образуя полиэтилен.

$n \, CH_2=CH_2 \xrightarrow{t, p, kat.} (-CH_2-CH_2-)_n$

Как видно из уравнения, кроме полимера, других продуктов не образуется. Элементарное звено полимера $(-CH_2-CH_2-)$ имеет тот же состав, что и мономер $C_2H_4$.

Реакция поликонденсации — это процесс образования полимера, в котором взаимодействие мономеров сопровождается выделением низкомолекулярных побочных продуктов, таких как вода ($H_2O$), аммиак ($NH_3$), хлороводород ($HCl$) и др. В эту реакцию вступают мономеры, содержащие не менее двух функциональных групп (например, гидроксильную $-OH$, карбоксильную $-COOH$, аминогруппу $-NH_2$). Из-за выделения побочного продукта элементный состав элементарного звена полимера отличается от суммарного состава исходных мономеров.

Пример: образование полиэфира (лавсана) из терефталевой кислоты и этиленгликоля.

В реакцию вступают два разных мономера: терефталевая кислота, имеющая две карбоксильные группы ($-COOH$), и этиленгликоль с двумя гидроксильными группами ($-OH$). При взаимодействии карбоксильной группы с гидроксильной образуется сложный эфир и выделяется молекула воды.

$n \, HOOC-C_6H_4-COOH + n \, HO-CH_2-CH_2-OH \xrightarrow{t, kat.} [-CO-C_6H_4-CO-O-CH_2-CH_2-O-]_n + 2n \, H_2O$

В данном случае на каждую образовавшуюся сложноэфирную связь выделяется молекула воды, которая является побочным продуктом реакции. Элементарное звено полимера не совпадает по составу с суммой мономеров.

Таким образом, основные отличия заключаются в следующем:

1. Тип мономеров: для полимеризации — с кратными связями или циклами; для поликонденсации — с двумя и более функциональными группами.

2. Наличие побочных продуктов: при полимеризации их нет; при поликонденсации они есть (чаще всего вода).

3. Состав полимера: при полимеризации элементный состав полимера и мономера совпадает; при поликонденсации — отличается.

Ответ: Реакции полимеризации и поликонденсации отличаются типом используемых мономеров, механизмом реакции и элементным составом продуктов. Полимеризация — это цепная реакция присоединения мономеров с кратными связями без образования побочных продуктов (например, получение полиэтилена из этилена). Поликонденсация — это ступенчатая реакция между полифункциональными мономерами, сопровождающаяся выделением низкомолекулярных побочных продуктов, таких как вода (например, получение лавсана из терефталевой кислоты и этиленгликоля).