Номер 8, страница 416 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 81. Химия в строительстве. Глава 9. Химия на службе обществу - номер 8, страница 416.

Условие.

8. Объясните, почему поливинилацетат растворим в бензоле, а поливиниловый спирт — в воде.

Решение.

Решение 2.

Растворимость веществ подчиняется эмпирическому правилу: «подобное растворяется в подобном». Это означает, что полярные вещества, как правило, растворяются в полярных растворителях, а неполярные — в неполярных. Различие в растворимости поливинилацетата и поливинилового спирта объясняется их строением и, как следствие, их полярностью.

Молекула поливинилацетата состоит из элементарных звеньев со структурой $[-CH_2-CH(OCOCH_3)-]_n$. Она включает в себя длинную неполярную углеводородную цепь и боковые ацетатные группы. Несмотря на наличие полярных связей в ацетатной группе ($-OCOCH_3$), её общая полярность невелика, а неполярная углеводородная часть макромолекулы является доминирующей. Поэтому поливинилацетат в целом является слабополярным (практически неполярным) полимером. Бензол ($C_6H_6$) — это классический неполярный растворитель. В соответствии с правилом «подобное в подобном», слабополярный поливинилацетат хорошо растворяется в неполярном бензоле за счет образования слабых межмолекулярных взаимодействий (дисперсионных сил).

Молекула поливинилового спирта имеет структуру $[-CH_2-CH(OH)-]_n$. В отличие от поливинилацетата, она содержит большое количество гидроксильных групп ($-OH$) вдоль всей цепи. Гидроксильная группа является сильнополярной и способна образовывать прочные водородные связи. Вода ($H_2O$) также является сильнополярным растворителем, молекулы которого активно образуют водородные связи. При контакте поливинилового спирта с водой между гидроксильными группами полимера и молекулами воды образуются многочисленные водородные связи. Эти взаимодействия оказываются достаточно сильными, чтобы преодолеть силы притяжения между макромолекулами полимера, что и приводит к его растворению.

Ответ: Различие в растворимости обусловлено принципом «подобное растворяется в подобном». Поливинилацетат является слабополярным полимером и поэтому растворяется в неполярном бензоле. Поливиниловый спирт, напротив, является полярным полимером из-за наличия множества гидроксильных групп, которые способны образовывать водородные связи с полярными молекулами воды, что обеспечивает его растворимость в воде.