DWMED

Schemat reakcji polimeryzacji styrenu ilustruje rysunek poniżej:

Powstały związek wielkocząsteczkowy jest ciałem stałym, którego łańcuchy polimerowe zawierają od około 3000 do 4500 merów.

Na podstawie: K.-H. Lautenschläger i inni, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2018.

Oblicz, ile kilogramów styrenu należy poddać polimeryzacji, w celu uzyskania związku wielkocząsteczkowego o możliwie najdłuższych łańcuchach polimerowych, jeśli wydajność tego procesu wynosi 80%?

Schemat reakcji polimeryzacji styrenu ilustruje rysunek poniżej:

Powstały związek wielkocząsteczkowy jest ciałem stałym, którego łańcuchy polimerowe zawierają od około 3000 do 4500 merów.

Na podstawie: K.-H. Lautenschläger i inni, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2018.

Określ liczbę elektronów π znajdujących się w n merach polistyrenu oraz n cząsteczkach jego monomeru.

Monomerem poli(metakrylanu metylu) jest pewien ester metylowy, którego cząsteczka zawiera resztę cząsteczki kwasu metakrylowego. Kwas ten stanowi najbliższy rozgałęziony homolog najprostszego nienasyconego kwasu karboksylowego.

Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) fragmentu cząsteczki opisanego polimeru, zawierający dwa mery i podaj nazwę systematyczną jego monomeru.

Poliamidy należą do tzw. związków wielkocząsteczkowych, a ich nazwy tworzy się w zależności od liczby monomerów będących substratami służącymi do ich produkcji. Na przykład nazwa poliamid 5 oznacza, że substrat użyty do jego uzyskania miał pięć atomów węgla w cząsteczce, natomiast poliamid 64 zbudowany jest z reszty dwóch substratów – diaminy o sześciu atomach węgla oraz kwasu dikarboksylowego o czterech atomach węgla w cząsteczce. Laktamy to związki chemiczne należące do takiej grupy amidów, których cząsteczki charakteryzują się budową cykliczną. Przykładem takiej substancji jest kaprolaktam, który powszechnie używany jest do otrzymywania poliamidu 6 o następującej strukturze:

Narysuj wzór grupowy cząsteczki kaprolaktamu.

Poliamidy należą do tzw. związków wielkocząsteczkowych, a ich nazwy tworzy się w zależności od liczby monomerów będących substratami służącymi do ich produkcji. Na przykład nazwa poliamid 5 oznacza, że substrat użyty do jego uzyskania miał pięć atomów węgla w cząsteczce, natomiast poliamid 64 zbudowany jest z reszty dwóch substratów – diaminy o sześciu atomach węgla oraz kwasu dikarboksylowego o czterech atomach węgla w cząsteczce. Laktamy to związki chemiczne należące do takiej grupy amidów, których cząsteczki charakteryzują się budową cykliczną. Przykładem takiej substancji jest kaprolaktam, który powszechnie używany jest do otrzymywania poliamidu 6 o następującej strukturze:

Narysuj wzór chemiczny poliamidu 64.

Poli(tlenek etylenu) jest polimerem o następującej strukturze:

Związek ten jest przedstawicielem polieterów – związków chemicznych, w cząsteczkach których jednostki powtarzalne stanowią na przemian ułożone atomy tlenu oraz ugrupowania węglowodorowe.

Monomerem służącym do produkcji poli(tlenku etylenu) jest cykliczny związek chemiczny, w którego cząsteczkach atom tlenu łączy się wyłącznie wiązaniami sigma z atomami węgla. Narysuj wzór grupowy cząsteczki opisanego monomeru.

Poli(tlenek etylenu) jest polimerem o następującej strukturze:

Związek ten jest przedstawicielem polieterów – związków chemicznych, w cząsteczkach których jednostki powtarzalne stanowią na przemian ułożone atomy tlenu oraz ugrupowania węglowodorowe.

Do polieterów należy również poliformaldehyd (tzw. paraform). Napisz wzór sumaryczny jego najmniejszej jednostki powtarzalnej.

Poli(tlenek etylenu) jest polimerem o następującej strukturze:

Związek ten jest przedstawicielem polieterów – związków chemicznych, w cząsteczkach których jednostki powtarzalne stanowią na przemian ułożone atomy tlenu oraz ugrupowania węglowodorowe.

Powstałe w wyniku polimeryzacji łańcuchy poli(tlenku etylenu) różnią się masą molową, ponieważ ich długość nie jest jednakowa. Możliwe jest jednak określenie średniej masy molowej takiego polimeru wykorzystując zjawisko osmozy. W tym celu, w temperaturze T (Kelwiny) wyznacza się wyrażone w kPa ciśnienie osmotyczne (Π) próbki roztworu badanej substancji, a następnie oblicza jej stężenie molowe (C_m) z równania van’t Hoffa:

Π = i∙R∙T∙C_m

W równaniu tym R jest stałą gazową o wartości 8,31 Pa∙m³∙mol^–1∙K^–1, natomiast wielkość i to współczynnik van’t Hoffa, który w przypadku rozcieńczonych roztworów nieelektrolitów zwykle przyjmuje wartość 1. Znając masę próbki badanej substancji oraz jej liczbę moli można obliczyć średnią masę molową.

Na podstawie: P. W. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018.

W temperaturze 25 ^oC przygotowano 200 cm³ wodnego roztworu poli(tlenku etylenu), zwierającego 1,5 g próbki tego polimeru. Uzyskana w opisanych warunkach mieszanina ma ciśnienie osmotyczne 4,2 kPa.

Ustal średnią liczbę merów w łańcuchach polimerowych znajdujących się w opisanej próbce poli(tlenku etylenu). Wynik podaj z dokładnością do najbliższej liczby naturalnej.

Polimerami przewodzącymi nazywa się wielkocząsteczkowe związki chemiczne zdolne do przewodzenia elektronowo prądu elektrycznego. Łańcuchy węglowe takich substancji charakteryzują się obecnością skoniugowanych układów wiązań π. Jednym z takich polimerów jest występująca w trzech różnych formach polianilina:

Oceń poprawność poniższych zdań dotyczących polianiliny. Wpisz literę „P” (prawda) lub literę „F” (fałsz).

Polimerami przewodzącymi nazywa się wielkocząsteczkowe związki chemiczne zdolne do przewodzenia elektronowo prądu elektrycznego. Łańcuchy węglowe takich substancji charakteryzują się obecnością skoniugowanych układów wiązań π. Jednym z takich polimerów jest występująca w trzech różnych formach polianilina:

W celu zwiększenia przewodnictwa elektrycznego emeraldyny przeprowadza się proces domieszkowania, który polega na jej protonowaniu poprzez wprowadzenie jonów wodorowych. W wyniku oddziaływania ładunków dodatnich z elektronami π emeraldyny, ładunki te ulegają rozseparowaniu. W konsekwencji prowadzi to do utworzenia kationorodników:

Na podstawie: G. Rokicki (red.), Ćwiczenia laboratoryjne z chemii związków wielkocząsteczkowych,  Warszawa 2001.

Oceń, czy domieszkowanie emeraldyny jest reakcją redoks. Uzasadnij odpowiedź.

Polimerami przewodzącymi nazywa się wielkocząsteczkowe związki chemiczne zdolne do przewodzenia elektronowo prądu elektrycznego. Łańcuchy węglowe takich substancji charakteryzują się obecnością skoniugowanych układów wiązań π. Jednym z takich polimerów jest występująca w trzech różnych formach polianilina:

Przykładami polimerów przewodzących są również poliacetylen oraz politiofen:

Podkreśl wyrażenia w nawiasach tak, aby powstały zdania prawdziwe.

Wiele związków wielkocząsteczkowych stosowanych jest jako substancje zagęszczające, stabilizujące i żelujące. Poniżej zebrano informacje na temat kilku takich związków chemicznych.

Obok opisu każdej z substancji wstaw literę P, jeśli występuje naturalnie w przyrodzie lub literę F – jeśli otrzymana została syntetycznie.

W dwóch różnych probówkach znajdowały się rozcieńczone roztwory – wodorotlenku potasu oraz fenolu. W celu ich odróżnienia wykorzystano roztwór pewnej substancji chemicznej wybranej spośród:

MnSO₄, Br₂, FeCl₃, KMnO₄.

Roztwór tego odczynnika oraz zawartości naczyń po zakończeniu doświadczenia ilustrują  fotografie.

Napisz wzory sumaryczne – substancji, której roztwór znajduje się w probówce nr II oraz związku chemicznego, którego osad przedstawia fotografia probówki nr III.

W dwóch różnych probówkach znajdowały się rozcieńczone roztwory – wodorotlenku potasu oraz fenolu. W celu ich odróżnienia wykorzystano roztwór pewnej substancji chemicznej wybranej spośród:

MnSO₄, Br₂, FeCl₃, KMnO₄.

Roztwór tego odczynnika oraz zawartości naczyń po zakończeniu doświadczenia ilustrują  fotografie.

Na etykiecie opakowania fenolu oraz jego wielu pochodnych zamieszczane są następujące piktogramy chemiczne:

Oceń, czy uzyskany w wyniku przeprowadzonego doświadczenia produkt organiczny może zostać usunięty z laboratorium drogą kanalizacyjną. Uzasadnij odpowiedź.

Monetę o nominale 5 groszy i masie 2,59 g poddano działaniu nadmiaru stężonego roztworu kwasu solnego. Podczas przebiegu tej reakcji wydzieliło się 395,2 cm³ bezbarwnego, bezwonnego gazu (p = 1000 hPa, T = 290 K). Stałą pozostałość przemyto wodą dejonizowaną i roztworzono przy użyciu kwasu azotowego(V). Stwierdzono, że wydzieliło się 1150,7 cm³ brunatnego gazu (warunki takie jak wcześniej) o ostrym zapachu, a roztwór przyjął niebieskie zabarwienie.

Wiedząc, że metalami wykorzystanymi do produkcji monety były cynk, miedź oraz mangan, określ jej procentowy skład wagowy. Podczas wykonywania obliczeń stosuj przybliżenia do czwartego miejsca po przecinku.