Примеры выполнения заданий

Пример 1. Рассчитайте коэффициент полимеризации изобутилена при получении полиизобутилена с молярной массой полимера 56 280.

Дано: Мп = 56 280	Решение 1) Запишем уравнение получение полиизобутилена:
α - ?

2) Рассчитаем молекулярную массу мономера, из которого состоит полимер:

M_м(C₄H₆) = 56 г/моль

3) Найдем степень полимеризации изобутилена по формуле:

Ответ: α = 1005

Пример 2. Вычислить объем пропилена (при н.у.), затраченный для синтеза одной молекулы полипропилена со средней молекулярной массой 84 000? Какова степень полимеризации?

Дано: Мср = 84 000	Решение: 1) Вычислим молекулярную массу мономера: Мм(С3Н6) = 42 г/моль
V(–C3H6–) - ?

2) Рассчитаем степень полимеризации:

,

3) Найдем по соотношению объем пропилена:

.

Ответ: α = 2000, V = 44,8 м³.

Пример 3. 28,2 г фенола нагрели с избытком формальдегида в присутствии кислоты. При этом образовалось 5,116 г воды. Определите среднюю молярную массу полученного высокомолекулярного продукта реакции, считая, что поликонденсация протекает только линейно, и фенол полностью вступает в реакцию.

Дано: m(C6H5OH) = 28,2 г m(H2O) = 5,116 г	Решение 1) Запишем уравнение линейной поликонденсации фенола и формальдегида:
Mср - ?

2) Найдем количество вещества фенола и воды:

3) Найдем соотношение по уравнению количества воды и фенола:

,

,

откуда х = 19.

4) Молярная масса продукта конденсации равна:

М = М(С₆Н₄ОН) + (x-2)·M(СН₂С₆Н₃ОН) + M(СН₂С₆Н₄ОН)

М = 93 + 17·106 + 107 = 2002 г/моль.

Ответ: 2002 г/моль.

Задания для самостоятельной работы

Задание 1. Напишите структурные формулы предложенных веществ и составьте схемы полимеризации мономеров (с учетом возможности существования структурных и геометрических изомеров) и приведите названия полученных полимеров:

№ вар.	Названия веществ
1	этилен, хлоропрен
2	пропилен, ε-аминокапроновая кислота
3	стирол, 6-аминогексановая кислота
4	винилхлорид, 1,3-бутадиен
5	метилметакрилат, винилбензол
6	тетрафторэтилен, этилакрилат
7	акрилонитрил, n-метоксистирол
8	бутен-2, хлоропрен
9	4-хлорбутадиен-1,3, винилхлорид
10	n-метоксистирол, тетрафторэтилен
11	этилакрилат, 4-хлорбутадиен-1,3,
12	винилбензол, метилметакрилат
13	1,3-бутадиен, стирол
14	6-аминогексановая кислота, пропилен
15	ε-аминокапроновая кислота, этилен

Задание 2. Составьте структурные цепи полимеров и запишите уравнения реакций их получения с указанием названия исходных веществ:

Вариант	Полимер	Вариант	Полимер
1	полиамид	2	полиуретан
3	капролактам	4	акрилонитрил
5	фенолформальдегид	6	капрон
7	лавсан	8	полистирол
9	полиметилметакрилат	10	капролактам
11	политетрафторэтилен	12	полиакрилонитрил
13	поливинилхлорид	14	полистирол
15	полиэтилен

Задание 3. Решите расчетную задачу:

1. Определите массу ε-аминокапроновой кислоты в процессе производства капрона, если при этом выделилось 24 кг воды.

2. Рассчитайте объем бутана и массу стирола, необходимых для производства 50 кг бутанстирольного каучука, в котором соотношение бутандиеновых и стирольных звеньев равно 1 : 1.

3. 28,2 г фенола нагрели с избытком формальдегида в присутствии кислоты. При этом образовалось 5,116 г воды. Определите среднюю молярную массу полученного высокомолекулярного продукта реакции, считая, что поликонденсация протекает только линейно и фенол полностью вступает в реакцию.

4. Рассчитайте среднюю степень полимеризации природного каучука, если средняя молекулярная масса его составляет 200 тыс. г/моль.

5. При катионной полимеризации получен полимер с α = 5000. Как изменится α при уменьшении концентрации катализатора в 2 раза?

6. Рассчитайте степень полимеризации адипиновой кислоты, если получен полимер с молекулярной массой 13600.

7. Полимер массой 2 г поместили в склянку с бензином. Через 20 мин полимер вынули из склянки и взвесили, масса стала 2,5 г. Рассчитайте степень набухания.

8. Вычислите степень полимеризации полиэтилена и полипропилена, если молекулярные массы равны 50 000.

9. При набухании 200 г каучука поглотилось 964 мл хлороформа (плотность 1,9 г/мл). Рассчитайте степень набухания каучука и состав полученного студня (в массовых долях).

10. Найдите степень полимеризации полиметилметакрилата со средней молекулярной массой 60 000.

11. При набухании образца резины массой 50 г поглотилось 15 мл бензола (плотность 0,89 г/мл). Рассчитайте степень набухания резины.

12. Степень набухания полиамидного волокна капрон в воде составляет 10-12%. Как изменится при этом масса образца полимера от первоначального значения 75 г?

13. Степень набухания полиакрилонитрильного волокна в воде составляет 2%. Как изменится при этом масса образца полимера от первоначального значения 425 г?

14. Вычислить объём пропилена (н.у.), затраченный для синтеза одной молекулы полипропилена со средней молекулярной массой 84000? Какова степень полимеризации ?

15. Вычислите степень полимеризации полипропилена, если его молекулярная масса равна 10 000.