Номер 3, страница 204 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. Составь уравнение реакции получения фенолформальдегидной смолы.

3. Составьте уравнение реакции получения фенолформальдегидной смолы.

Решение

Получение фенолформальдегидной смолы — это реакция поликонденсации, в которую вступают мономеры фенол ($C_6H_5OH$) и формальдегид (метаналь, $HCHO$). Процесс катализируется кислотами (например, $H_2SO_4$, $HCl$) или основаниями (например, $NaOH$, $NH_4OH$) и протекает в несколько стадий.

Механизм реакции включает следующие этапы:

1. Образование гидроксиметилфенолов (метилолфенолов). На этой стадии происходит электрофильное замещение в бензольном кольце фенола. Гидроксильная группа ($–OH$) является активирующим заместителем и направляет атаку молекулы формальдегида в орто- (положения 2, 6) и пара- (положение 4) положения кольца. В результате образуется смесь орто- и пара-гидроксиметилфенолов.

Пример реакции образования пара-гидроксиметилфенола:

$C_6H_5OH + HCHo \xrightarrow{kat.} HO-C_6H_4-CH_2OH$

2. Поликонденсация. Образовавшиеся гидроксиметилфенолы являются нестабильными соединениями и реагируют далее либо друг с другом, либо с исходными молекулами фенола. Эта реакция сопровождается отщеплением молекулы воды ($H_2O$) и образованием метиленовых мостиков ($–CH_2–$), которые соединяют фенольные кольца в полимерную цепь.

В зависимости от условий (соотношение реагентов, тип катализатора) могут образовываться два основных типа смол. Новолачные смолы (новолаки) получаются в кислой среде при избытке фенола; они имеют преимущественно линейное строение. Резольные смолы (резолы) получаются в щелочной среде при избытке формальдегида; они содержат реакционноспособные метилольные группы ($–CH_2OH$) и при нагревании образуют сшитую трехмерную сетчатую структуру (резит).

Суммарное уравнение, описывающее образование фрагмента полимера, можно записать в общем виде. Оно показывает, что из $\text{n}$ молекул фенола и $\text{n}$ молекул формальдегида образуется полимерная цепь и $\text{n}$ молекул воды.

Ответ:

Общее уравнение реакции получения фенолформальдегидной смолы:

$n \ C_6H_5OH \text{ (фенол)} + n \ HCHo \text{ (формальдегид)} \xrightarrow{t, \ катализатор} [-C_6H_2(OH)CH_2-]_n \text{ (фрагмент полимера)} + n \ H_2o \text{ (вода)}$