Номер 8, страница 125, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

8. Один из полимеров получают по данной схеме реакции:

$n \text{HOCH}_2\text{CH}_2\text{OH} + n \begin{array}{c} \text{COOH} \\ \quad \\ \text{C}_6\text{H}_4 \\ \quad \\ \text{COOH} \end{array} \longrightarrow$

$\longrightarrow \left[ -\text{CH}_2-\text{O}-\text{C}(=\text{O})-\text{C}_6\text{H}_4-\text{C}(=\text{O})-\text{O}-\text{CH}_2- \right]_n$

а) Как называется данный полимер?

б) Как называется данная реакция получения полимера?

в) Где находит применение данный полимер?

г) Является ли он биоразлагаемым? Поясните смысл данного термина.

а) Как называется данный полимер?

На схеме изображено получение полимера из этиленгликоля (хотя его формула $HO-CH_2-CH_2-OH$ изображена с ошибкой как $nH_2C-CH$ с $OHOH$ под ним) и терефталевой кислоты ($HOOC-C_6H_4-COOH$). Продуктом этой реакции является сложный полиэфир — полиэтилентерефталат. Это его систематическое название. В технике и быту часто используются аббревиатуры ПЭТ или ПЭТФ. Также данный полимер известен под различными торговыми названиями, например, Лавсан (в странах бывшего СССР), Дакрон, Терилен, Майлар. Структурное звено полимера, которое должно было получиться в реакции, имеет вид $[-O-CH_2-CH_2-O-C(=O)-C_6H_4-C(=O)-]_n$, а не то, что изображено на схеме.

Ответ: Данный полимер называется полиэтилентерефталат (ПЭТ, ПЭТФ, лавсан).

б) Как называется данная реакция получения полимера?

Реакция, в которой из низкомолекулярных веществ (мономеров), обладающих двумя или более функциональными группами, образуется высокомолекулярное соединение (полимер) с отщеплением побочного низкомолекулярного продукта (в данном случае, воды), называется реакцией поликонденсации. В данном случае в реакцию вступают двухатомный спирт (этиленгликоль) и двухосновная карбоновая кислота (терефталевая кислота). Поскольку в результате образуется полиэфир (полимер, содержащий сложноэфирные группы), реакцию также можно более узко классифицировать как полиэтерификацию. Уравнение реакции: $n \text{HO-CH₂-CH₂-OH} + n \text{HOOC-(C₆H₄)-COOH} \rightarrow [-O-CH₂-CH₂-O-C(=O)-(C₆H₄)-C(=O)-]_n + 2n \text{H₂O}$.

Ответ: Реакция поликонденсации.

в) Где находит применение данный полимер?

Полиэтилентерефталат — один из наиболее массово производимых полимеров, который находит широчайшее применение. Основными областями его использования являются: производство тары и упаковки, в первую очередь пластиковых бутылок для напитков и контейнеров для еды; текстильная промышленность, где из него изготавливают синтетические волокна (полиэстер, лавсан) для одежды, ковровых покрытий и технических тканей; производство различных плёнок (например, для упаковки, в качестве основы для фото- и магнитных лент); а также как конструкционный материал в электротехнике, приборостроении и автомобильной промышленности, часто в виде композитов, армированных стекловолокном.

Ответ: Основные сферы применения — производство пластиковых бутылок и упаковки, синтетических волокон (полиэстер/лавсан) и плёнок.

г) Является ли он биоразлагаемым? Поясните смысл данного термина.

Нет, полиэтилентерефталат в стандартном исполнении не является биоразлагаемым. Он обладает высокой химической стойкостью и не подвержен атаке со стороны большинства микроорганизмов. Поэтому изделия из ПЭТ в естественных условиях разрушаются крайне медленно, в течение сотен лет, что создаёт глобальную проблему загрязнения окружающей среды.

Смысл термина "биоразлагаемый" заключается в способности материала разлагаться до простых природных соединений (углекислого газа, воды, минеральных солей, биомассы) под воздействием живых организмов, преимущественно бактерий и грибов. Этот процесс должен происходить за приемлемый, относительно короткий промежуток времени. Биоразложение является естественным процессом утилизации органических отходов в природе.

Ответ: Нет, данный полимер не является биоразлагаемым. Биоразлагаемость — это способность материала распадаться под действием микроорганизмов.