Номер 2, страница 157, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Напишите уравнения реакций получения:

а) полиэтиленгликоля;

б) кевлара;

в) полимолочной кислоты.

а) полиэтиленгликоля

Решение:

Полиэтиленгликоль (ПЭГ) является простым полиэфиром. Его получают реакцией полимеризации этиленоксида (оксирана). Это реакция полимеризации с раскрытием цикла, которая обычно инициируется водой, спиртом или гликолем в присутствии кислотного или щелочного катализатора. Мономер, этиленоксид, представляет собой трехчленный гетероцикл.

Общее уравнение реакции получения полиэтиленгликоля можно записать следующим образом:

$n \ (CH_2CH_2)o \xrightarrow{kat.} -[CH_2-CH_2-O]_n-$

Здесь $(CH_2CH_2)O$ – это формула этиленоксида, а $\text{n}$ – степень полимеризации. В результате образуется полимерная цепь, состоящая из повторяющихся оксиэтиленовых звеньев. Если в качестве инициатора используется вода, конечные группы полимера будут гидроксильными (-OH):

$n \ (CH_2CH_2)o + H_2o \rightarrow HO-[CH_2-CH_2-O]_n-H$

Ответ: Уравнение реакции получения полиэтиленгликоля путем полимеризации этиленоксида:

$n \ (CH_2CH_2)o \xrightarrow{kat.} -[CH_2-CH_2-O]_n-$

б) кевлара

Решение:

Кевлар – это торговое название ароматического полиамида (арамида). Его получают в реакции поликонденсации двух мономеров: п-фенилендиамина (1,4-диаминобензола) и терефталоилхлорида (хлорангидрида терефталевой кислоты). В ходе реакции аминогруппа ($-NH_2$) одного мономера реагирует с хлорангидридной группой ($-COCl$) другого, образуя амидную связь ($-NH-CO-$) и побочный продукт – хлороводород (HCl).

Уравнение реакции:

$n \ H_2N-C_6H_4-NH_2 + n \ Cl-CO-C_6H_4-CO-Cl \rightarrow -[-NH-C_6H_4-NH-CO-C_6H_4-CO-]_n- + 2n \ HCl$

В этой формуле $C_6H_4$ обозначает бензольное кольцо с заместителями в пара-положении (1,4-положение).

Ответ: Уравнение реакции получения кевлара:

$n \ H_2N-C_6H_4-NH_2 + n \ Cl-CO-C_6H_4-CO-Cl \rightarrow -[-NH-C_6H_4-NH-CO-C_6H_4-CO-]_n- + 2n \ HCl$

в) полимолочной кислоты

Решение:

Полимолочная кислота (полилактид, PLA) – это биоразлагаемый полиэфир. Один из способов её получения – прямая поликонденсация молочной (2-гидроксипропановой) кислоты. Молекула молочной кислоты содержит как гидроксильную ($-OH$), так и карбоксильную ($-COOH$) группы. При поликонденсации карбоксильная группа одной молекулы реагирует с гидроксильной группой другой, образуя сложную эфирную связь ($-O-CO-$) и выделяя молекулу воды.

Уравнение реакции:

$n \ CH_3-CH(OH)-COOH \xrightarrow{t, kat.} -[-O-CH(CH_3)-CO-]_n- + n \ H_2O$

Реакция проводится при нагревании в присутствии катализатора. В результате образуется полимерная цепь из остатков молочной кислоты.

Ответ: Уравнение реакции получения полимолочной кислоты методом поликонденсации:

$n \ CH_3-CH(OH)-COOH \rightarrow -[-O-CH(CH_3)-CO-]_n- + n \ H_2O$