Lý thuyết, bài tập về phản ứng trùng ngưng
1. Lý thuyết
1.1 Khái niệm
Phản ứng trùng ngưng, còn được biết đến là phản ứng đồng trùng ngưng, là một quá trình hóa học quan trọng trong đó các monome, các đơn vị cơ bản chứa các nhóm chất có khả năng tham gia vào phản ứng hóa học, được kết hợp để tạo ra các phân tử polymer dài hơn.
1.2 Phân loại phản ứng trùng ngưng
Đồng phân và dị trùng hợp: Đồng phân: Đồng phân là một loại phản ứng trùng hợp mà chỉ có một loại monome duy nhất tham gia vào quá trình tổng hợp polymer. Trong trường hợp này, tất cả các đơn vị monomer đều giống nhau về cấu trúc và tính chất hóa học. Dị trùng hợp: Dị trùng hợp là một loại phản ứng trùng hợp mà có từ hai loại monome trở lên tham gia vào quá trình tổng hợp polymer. Trong trường hợp này, các monomer có cấu trúc và tính chất hóa học khác nhau nhưng có khả năng tương tác và kết hợp để tạo thành mạch polymer.
Ngưng tụ hai chiều và ngưng tụ ba chiều: Ngưng tụ hai chiều: Ngưng tụ hai chiều được biết đến như quá trình tạo ra các polymer mạch thẳng hoặc có phân nhánh. Trong quá trình này, các monomer được kết hợp theo một hướng duy nhất để tạo thành mạch polymer. Ngưng tụ ba chiều: Ngưng tụ ba chiều là quá trình hình thành các mạch không gian. Khi đó, mỗi đơn chất tham gia phản ứng có thể tham gia với tối đa ba nhóm chức khác nhau. Điều này dẫn đến việc tạo ra các cấu trúc polymer phức tạp hơn và có tính đa dạng hóa cao hơn.
Sự trùng hợp cân bằng và không cân bằng: Trùng hợp cân bằng: Trong trường hợp này, phản ứng trùng hợp diễn ra cùng với sự hình thành các hợp chất thấp phân tử, và thành phần cơ bản của các hợp chất đại phân tử tạo ra sau phản ứng sẽ không hoàn toàn giống với thành phần cơ bản của các chất ban đầu. Điều này xảy ra khi các nhóm chức khác nhau trong các monomer có khả năng tương tác với nhau trong quá trình phản ứng. Trùng hợp không cân bằng: Trong trường hợp này, các chất thấp phân tử tạo ra sau phản ứng không thể tương tác với polime tạo thành trong các điều kiện của phản ứng. Kết quả là, quá trình trùng hợp sẽ không đạt đến cân bằng, và các sản phẩm thấp phân tử sẽ tồn tại riêng biệt khỏi polime.
1.3 Các phản ứng trùng ngưng thường gặp
Nilon-6
- Tơ capron (nilon-6) thì thường được điều chế bằng cách trùng ngưng aminoaxit H2N−(CH2)5−COOH
nH2N−[CH2]5−COOH→(−NH−[CH2]5−CO−)n+nH2O
Nilon-7
- Nilon-7 hay còn được gọi là tơ enang được trùng ngưng từ axit 7-aminoheptanoic
nNH2−[CH2]6−COOH→−(−NH−[CH2]6−CO−)n+nH2O
Lapsan
- Tơ lapsan là loại polieste được tổng hợp từ những axit axit terephtalic và etylen glycol.
p−HOOC−C6H4−COOH+HO−CH2−CH2−OH→ −(−CO−C6H4−CO−O−CH2−CH2−O−)− +H2O
Nilon-6,6 (đồng trùng ngưng)
- Tơ nilon-6,6 thì được điều chế bằng cách trùng ngưng hexametylenđiamin cùng với axit addipic
nH2N(CH2)6NH2+nHOOC(CH2)4COOH→ [−HN(CH2)6NH−OC(CH2)4CO−]n+2nH2O
2. Bài tập vận dụng
Câu 1. Dãy gồm các chất đều có khả năng tự tham gia phản ứng trùng ngưng (không kết hợp với chất khác) là:
A. caprolactam, axit aminoaxetic, etylenglicol.
B. caprolactam, axit glutamic, axit enantoic.
C. axit glutamic, axit lactic, acrilonitrin.
D. axit glutamic, axit ω -aminoenantoic, axit lactic.
Lời giải: D. axit glutamic, axit ω -aminoenantoic, axit lactic.
Dãy gồm các chất đều có khả năng tự tham gia phản ứng trùng ngưng (không kết hợp với chất khác) là: axit glutamic, axit ω -aminoenantoic, axit lactic.
Câu 2. Dãy gồm các chất đều có khả năng tham gia phản ứng trùng hợp là:
A. stiren, toluen, isopren, vinylaxetilen.
B. benzen, caprolactam, etilen, acrilonitrin.
C. buta-1,3-đien, cumen, etilen, isopren.
D. propilen, stiren, vinyl clorua, acrilonitrin.
Lời giải: D. propilen, stiren, vinyl clorua, acrilonitrin.
Dãy gồm các chất đều có khả năng tham gia phản ứng trùng hợp là: propilen, stiren, vinyl clorua, acrilonitrin.
Câu 3. Chất nào sau đây tham gia phản ứng trùng ngưng?
A. Benzen.
B. Axit ε-aminocaproic.
C. Axit axetic.
D. Buta - 1,3 - đien.
Lời giải: B. Axit ε-aminocaproic.
Câu 4. Chất nào sau đây có thể tham gia phản ứng trùng ngưng?
A. Axit ε-amino caproic.
B. Axit axetic.
C. metyl amin.
D. etilen.
Lời giải: A. Axit ε-amino caproic.
Câu 5. Poli(etylen terephtalat) được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng giữa axit terephtalic với chất nào saụ đây?
A. etylen glicol
B. etilen
C. glixerol
D. ancol etylic
Lời giải: A. etylen glicol
Poli(etylen terephtalat): tơ lapsan được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng của axit terephtalic với Etylen glicol.
n(p-HOOC-C6H4 -COOH) + nHO-CH2-CH2-OH → (OC-C6H4 -CO-O-CH2 -CH2 -O) + 2nH2O
Xem thêm các bài tập Hóa Học hay khác:
30 Bài tập về phản ứng trùng hợp (2024) hay nhất, có đáp án
30 Bài tập về Cấu tạo và tính chất của amin, amino axit và protein (2024) có đáp án chi tiết nhất
30 Bài tập về Cấu tạo và tính chất của cacbohiđrat (2024) có đáp án chi tiết nhất
30 Bài tập về Vật liệu polime (2024) có đáp án chi tiết nhất
30 Bài tập về Đại cương về polime (2024) có đáp án chi tiết nhất
