Phản ứng trùng ngưng là gì? Định nghĩa, Cách phân loại và Bài tập

Trong hóa học 12, bạn đã học về sự ngưng tụ trong kiến ​​thức về Polyme. Vậy định nghĩa phản ứng trùng ngưng là gì, nó được phân loại như thế nào và các dạng bài tập liên quan đến phản ứng này là gì?… Nội dung bài viết dưới đây của Tip.edu.vn sẽ giúp bạn tìm hiểu thêm về chủ đề này !.

Phản ứng trùng ngưng là gì?

• Sự ngưng tụ được định nghĩa là sự tổng hợp của polyme dựa trên phản hồi của monome chứa các nhóm chất, để tạo liên kết mới trong mạch polyme cũng như tạo ra các hợp chất phụ như nước, HCl….
• Trùng ngưng, còn được gọi là phản ứng đồng trùng ngưng, là một quá trình trong đó nhiều phân tử nhỏ (monome) liên kết với nhau thành phân tử lớn (polyme phân tử) cũng như giải phóng nhiều phân tử nhỏ như HCl hoặc (H_ {2} O, CO_ {2} ).
• Ví dụ:

(nNH_ {2} -[CH_{2}]_ {5} COOH rightarrow (-NH-[CH_{2}]_ {5} CO ^ {-}) _ {n} + nH_ {2} O )

Những chất nào tham gia phản ứng trùng ngưng?

Các chất tham gia phản ứng này là những chất có nhiều nhóm chức.

Đơn chất của phản ứng trùng ngưng là gì?

Khi các nhóm chức phản ứng với nhau, hợp chất có trọng lượng phân tử thấp được tách ra với sự hình thành các liên kết mới kết nối các chất còn lại với nhau.

Ví dụ:

Cách phân loại phản ứng trùng hợp?

Đồng phân và dị trùng hợp

• Sự ngưng tụ đồng nhất: Đây là loại phản ứng trong đó chỉ có một monome có thể tham gia phản ứng trong quá trình trùng ngưng.
• Ngưng tụ dị thể: Đây là một loại phản ứng trong đó hai hay nhiều monome tham gia trùng ngưng.

Ngưng tụ hai chiều và ngưng tụ ba chiều

• Ngưng tụ hai chiều được biết đến như một polyme mạch thẳng hoặc phân nhánh.
• Cô đặc ba chiều được gọi là khả năng hình thành một mạch không gian. Khi đó, một đơn chất tham gia phản ứng sẽ có tối đa ba nhóm chức.

Sự trùng hợp cân bằng và không cân bằng

• Phản ứng này vốn dĩ là một phản ứng trùng hợp cùng với các hợp chất thấp phân tử. Do đó, thành phần cơ bản của hợp chất đại phân tử tạo ra sau phản ứng sẽ không trùng với thành phần cơ bản của các chất ban đầu.
• Phản ứng này đạt được nhờ sự tương tác giữa các nhóm chức năng. Do đó, để xảy ra phản ứng trùng hợp, các hợp chất có các nhóm chức khác nhau có thể phản ứng với nhau.
• Ví dụ:

(NH_ {2} (CH_ {2}) _ {6} COOH rightleftharpoons -NH (CH_ {2}) _ {6} CO- + H_ {2} O )

• Bên cạnh đó, phản ứng này cũng có thể xảy ra giữa hai (hoặc nhiều) hợp chất. Trong đó mỗi hợp chất sẽ có ít nhất hai nhóm chức giống nhau để có thể phản ứng với các nhóm chức của hợp chất trong hỗn hợp phản ứng.
• Ví dụ:

• Nếu hợp chất có khối lượng phân tử thấp được tạo ra bằng cách ngưng tụ có thể tương tác với polyme tạo thành (trong các điều kiện của phản ứng này), thì quá trình của phản ứng sẽ đạt đến trạng thái cân bằng.
• Ví dụ:

• Ngược lại, nếu trong các điều kiện của phản ứng này, các chất phân tử thấp tạo thành không thể tương tác với polyme thì phản ứng T / T sẽ mất cân bằng.
• Ví dụ:

Phương pháp cô đặc

Hiện nay, có một số phương pháp cô đặc điển hình như sau:

• Ngưng tụ ở trạng thái nóng chảy.
• Sự ngưng tụ trong dung dịch.
• Sự ngưng tụ nhũ tương.
• Sự ngưng tụ giữa các pha.

Polyme được điều chế bằng phản ứng trùng hợp

Cách điều chế các polime bằng phản ứng T / U: Các polime được điều chế từ trùng ngưng như sau: Nilon-6, nilon-7, tơ lapsan, Nilon-6,6, novolac và nhựa rezol.

Nylon-6

Tơ capron (nilon-6) được điều chế bằng phản ứng trùng hợp các axit amin (H_ {2} N- (CH_ {2}) _ {5} -COOH )

(nH_ {2} N-[CH_{2}]_ {5} -COOH rightarrow (-NH-[CH_{2}]_ {5} -CO -) _ {n} + nH_ {2} O )

Nylon-7

Nilon-7, còn được gọi là tơ enang, được trùng hợp từ axit 7-aminoheptanoic

(nNH_ {2} -[CH_{2}]_ {6} -COOH mũi tên phải – (- NH-[CH_{2}]_ {6} -CO-) n + nH_ {2} O )

Lapsan

Tơ lapsan là một loại polieste được tổng hợp từ axit terephtalic và etylen glicol.

(p-HOOC-C_ {6} H_ {4} -COOH + HO-CH_ {2} -CH_ {2} -OH rightarrow – (- CO-C_ {6} H_ {4} -CO-O- CH_ {2} -CH_ {2} -O -) – + H_ {2} O )

Nilon-6,6 (đồng ngưng tụ)

Nylon-6,6 được điều chế bằng cách ngưng tụ hexametylenđiamin và axit addipic

(nH_ {2} N (CH_ {2}) _ {6} NH_ {2} + nHOOC (CH_ {2}) _ {4} COOH overset {xt, t ^ { circle}, p} { mũi tên bên phải} [-HN(CH_{2})_{6}NH-OC(CH_{2})_{4}CO-]_ {n} + 2nH_ {2} O )

Bài tập về phản ứng trùng ngưng axit amin

• Vì có nhóm (NH_ {2} ) và COOH, nên các axit amin tham gia phản ứng T / U để tạo thành các polime thuộc loại poliamit.
• Trong phản ứng này, OH của nhóm COOH trong một phân tử axit sẽ kết hợp với H của nhóm (NH_ {2} ) trong phân tử axit kia để tạo thành nước và tạo ra một polyme.

Bài 1: Khi trùng ngưng a gam aminoaxit axetic với hiệu suất 80%, thêm vào aminoaxit dư thì thu được m gam polime và 2,88 gam nước. Tìm giá trị của m?

Dung dịch:

Phương trình phản ứng T / U của axit aminoaxetic:

(nNH_ {2} -CH_ {2} -COOH mũi tên phải (- NH-CH_ {2} -CO-) n + nH_ {2} O )

Theo phương trình:

(n_ {axit , amino , axetic} = n_ {H_ {2} O} = 0,16 , mol )

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

(m = m_ {axit , amino , axetic} – m_ {H_ {2} O} = 0,16,75-2,88 = 9,12 , g )

Bài 2: Tìm công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ X chứa 32% C; 6,667% H; 42,667% O; 18,666% N. Biết rằng phân tử X có một nguyên tử N và X có khả năng tham gia phản ứng T / T.

Dung dịch:

(C: H: O: N = frac {32} {12}: frac {6,667} {1}: frac {42,667} {16}: frac {18,666} {14} = 2: 5: 2: 1 )

( Rightarrow ) X có công thức: ((C_ {2} H_ {5} O_ {2} N) _ {n} )

X chứa 1 nguyên tử N ( Rightarrow ) CT của X là (C_ {2} H_ {5} O_ {2} N )

X có phản ứng T / U ( Rightarrow ) CTCT của X là: (H_ {2} NCH_ {2} COOH )

Như vậy là Tip.edu.vn đã cùng các bạn tìm hiểu chi tiết về p / ư ngưng tụ. Hy vọng những kiến ​​thức trong bài đã giúp ích cho các bạn trong quá trình học tập và nghiên cứu về phản ứng trùng ngưng. Chúc may mắn với các nghiên cứu của bạn!.

Xem thêm Lý thuyết về Axit amin qua bài giảng dưới đây:

(Nguồn: www.youtube.com)