Полисахаридтер, құрылысы. Физикалық және химиялық қасиеттері
Дисахаридтер деп гидролиздегенде екі молекула моносахаридтерге ыдырайтын көмірсуларды атайды. Дисахаридтерге сахароза (тағам ретінде қолданылатын қант), мальтоза, лактоза (сүт қанты) және целлюбиоза жатады. Олардың жалпы формуласы С12Н22О11. Табиғатта ең көп тараған дисахарид- сахароза. Осы дисахаридтер гидролизденгенде келесі моносахаридтер түзіледі.
Сахароза +Н2О → глюкоза + фруктоза
Лактоза +Н2О → глюкоза + галактоза
Мальтоза+ Н2О → глюкоза + глюкоза
Мальтоза. Бос күйінде табиғатта кездеспейді, крахмал толық гидролизбегенде түзіледі. Мальтоза гидролизденіп екі глюкозаның молекуласын түзеді.
Целлобиоза. Мальтоза тәріздес дисахарид, айрмашылығы тек β-глюкозадан тұрады. Табиғатта клетчатканың құрамында кездеседі, сондықтан клетчатканы гидролиздеу арқылы алады.
Сахароза табиғатта өсімдіктерде өте жиі кездеседі. Ол гидролизденіп, глюкоза мен фруктозаға ыдырайды.
С12Н22О11 + Н2О → С6Н12О6 + С6Н12О6
Сахароза глюкоза фруктоза
Сахароза ақ түсті, дәмі тәтті, суда жақсы еритін кристалды зат. Сахарозада бос жартылай ацетальды гидроксил топтары болмағандықтан, оның тотықсыздандырғыш қасиеті жоқ. Сахароза тотықсыздандырылмайтын дисахаридке жатады.
Сахорозаның химиялық қасиеттері оның құрамындағы функционалдық топтарға байланысты. Сахарозаның құрамында гидроксотоптарының болуына байланысты ол глюкоза сияқты мыс гидроксидімен әрекеттесіп, көк түсті мыс сахаратын түзеді. Ал қышқылдарымен әрекеттесіп, күрделі эфирлер түзіледі. Сахарозада альдегид тобы болмағандықтан ол күміс (І) оксидімен әрекеттеспейді.
Лактоза (сүт қанты). Тек сүтте ғана кездесетін дисахарид.
Лактозаны сүт сарысуын кристалдау арқылы алады. Лактозаның тәттілігі қанттан 6 есе төмен, суда жақсы еритін, өте нәрлі зат. Лактоза гидролизденген глюкоза мен галактозаға ыдырайды.
Лактозаның молекуласындағы альдегид тобын тотықтырып, лактобион қышқылын алуға болады. Қыздырғанда лактоза күміс оксидінің аммиактағы ерітіндісімен күміс айна реакциясына түседі, ал Фелинг сұйығымен әрекеттескенде реакцияның нәтижесінде мыс (І) оксиді бөлініп шығады. Сондықтан ол тотықсыздандырылатын дисахаридке жатады.
Полисахаридтер деп гидролизденгенде n - молекула моносахаридтерге ыдырайтын жоғары молекулалық көмірсуларды атайды. Полисахаридтердің маңызды өкілдеріне крахмал, гликоген, клетчатка жатады. Жалпы формуласы (С6Н10О5)n. Полисахаридтер үлкен молекулалы қосылыстар, суда ерімейді.
Крахмал (С6Н10О5)n - табиғатта ең көп тараған көмірсу, адамдар мен жануарлар үшін негізгі қоректік зат. Крахмал суда ерімейтін ақ ұнтақ, ыстық суда ісініп, клейстер түзеді, йодпен әрекеттескенде көк түс пайда болады. Крахмал түйіршіктері екі полисахаридтен: амилозадан (10-20%) және амилопектиннен (80-90%) тұрады.
Амилаза – сызықты мономер, 200-350 мономер буындарынан тұрады, D-глюкопиранозды қалдықтары α – 1,4-глюкозидті байланыспен байланысқан:
Амилопектин – тармақталған структуралы полимер, молекуласында 1000 және одан да көп D-глюкоза қалдығы бар. Полисахаридтер тізбегінде глюкоза қалдықтары α – 1,4-глюкозидті байланыстармен қосылған, ал бүйректегі тармақтары негізгі тізбекпен α – 1,6-глюкозидті байланыспен байланысқан.
Крахмалды кондитер өндірісінде, этил, бутил спирттерін алуға, лимон қышқылын, глицерин алуға қолданады.
Крахмал гидролизденгенде аралық заттар, ерімтал крахмал декстриндерге, содан кейін мальтозаға ыдырайды.
Организмде крахмал ас қорытатын жолдарда ферменттердің әсерінен гидролизденіп глюкоза мен мальтозаға ыдырайды. Крахмал көп атомды спирттерге тән реакцияларға түседі, жай және күрделі эфирлер түзеді.
Гликоген. Бұл көмірсу крахмалдың аналогы. Крахмал негізінде өсімдіктерде болса, гликоген адам мен жануарлар бауырының тканьдерінде глюкозадан түзіледі. Гликоген ақ түсті ұнтақ, йодпен әрекеттескенде қою қызыл түске боялады. Ол крахмал тәрізді гидролизденеді.
Клетчатка (целлюлоза). Клетчатка немесе целлюлоза формуласы (С6Н10О5)n барлық өсімдіктердің құрамында болады, олар клетка қабықшасын түзеді. Клетчатка суда, эфирде, спиртте ерімейді, сұйытылған қышқылдар мен сілтілердің ерітінділеріне төзімді болады.
Клетчатка тек қана Швейцар реактивінде (сұйытылған Сu(OH)2, концентрлі NH3 және концентрлі H2SO4) ериді. Таза клетчатка молекулалық массасы 100 000 және одан да астам, түссіз, иіссіз, талшықты, ақ түсті зат. Целлюлозаның әр буынында 3 гидроксил тобы болады, олар минералды қышқылдармен, органикалық қышқылдармен күрделі эфир түзуге қатысады:
С6Н7О2(ОН)3 + 3HNO3 С6Н7О2(NО2)3 + 3 Н2О
Тринитроцеллюлоза алынады, егер бір не екі гидроксил топтары қышқылдарға алмасса, сәйкесінше нитро-, динитроцеллюлоза түзіледі.
Сірке қышқылымен әрекеттесіп, ацето-, диацето-, триацетоцеллюлоза түзеді. Целлюлоза толық тотығу реакциясына түссе, көмір қышқыл газы және су түзіледі:
(С6Н10О5)n + nO2 → 6 nСO2 + 5 n Н2O
Минералды қышқылдарымен гидролизденеді:
Клетчатканы алуан түрлі өсімдіктерден алады. Ол адам организмінде қорытылмайды, ал жануарлар организмінде ас қорыту органдарындағы микроорганизмдердің, ферменттерінің әсерімен қорытылады. Клетчатка өнеркәсіпте кең қолданылады.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары
1. Көмірсулардың жіктелуі.
2. Көмірсулардың химиялық қасиеттері.
Мына көмірсулардың структуралық формулаларын жазу керек: альдогексоза, кетогексоза, моносахарид, полисахарид, дисахарид, мальтоза.
3. 3,6 грамм альдоза ( жалпы формуласы CnH2nOn) мыс (II) гидроксидімен әрекеттескенде, 2,86 грамм Cu2O түзілген болса, альдозаның формуласы қандай болады? Жауабы: C6H12O6.
4. Мына жауаптардың қайсысы глюкозаға тән: а. Феллинг ерітіндісімен тотығады; б.оптикалық активті; в. Қант тобына жатады, қанның құрамына кіреді.
5. 38 грамм 90% сахарозаны қышқыл катализатор қатысында гидролизге ұшыратса, неше грамм глюкоза түзіледі? Жауабы: 18грамм.
№ 15 Зертханалық сабақтың тақырыбы
Көмірсулар. Моно-, ди -, полисахаридтердің химиялық қасиеттері
Жұмыстың мақсаты: көмірсулардың химиялық қасиеттерін зерттеу.
Реактивтер мен жабдықтар: глюкоза, күміс оксидінің аммиактағы ерітіндісі, Фелинг сұйықтығы, мальтоза, сахароза, күкірт қышқылы, сілті ерітіндісі, лактоза, крахмал, йод ерітіндісі, пробиркалар, спирт шамы, су моншасы, термометр.
1 – тәжірибе. Күміс айна реакциясы (Толленс реакциясы)
Жұмыс барысы: Таза пробиркаға 1 мл күміс оксидінің аммиактағы ерітіндісін және 1 мл глюкозаның ерітіндісін құйып, су моншаснда 60 – 70 0С – да бірнеше минут қыздырады. Реакция нәтижесінде күміс тотықсызданып жеке күйінде пробирка қабырғасына қонады.
СН 2ОН –(СНОН) 4 –СНО +Аg 2О → СН 2ОН – (СНОН) 4 – СООН + 2 Аg
2 – тәжірибе. Фелинг сұйықтығымен реакция
Фелинг сұйықтығын мыс (ІІ) сульфаты ерітіндісі мен сегнет тұзының сілтілік ерітіндісін бірдей көлемде әрекеттестіріп алады. Фелинг сұйықтығының түсі қара – көк, келесі реакциялар жүреді:
А) СuSO4 + 2 NаOH → Cu(ОН)2 + Nа2SО4 Фелинг сұйықтығы – шарап қышқылының калий-натрий тұзы (сегнет тұзы) мен мыс гидроксидінің қоспасы, ол альдегидпен әрекеттескенде, альдегид карбон қышқылына айналып, ал мыс(ІІ) оксидіне дейін тотықсызданады.
Жұмыстың барысы: Алынған Фелинг сұйығына 1 мл глюкоза ерітіндісін құйып, қоспаны су моншасында қыздырады. Глюкозаның глюкон қышқылына дейін тотығуынан, Фелинг сұйықтығы мыс ( І ) оксидіне дейін тотықсызданады.
Реакция нәтижесінде қызыл түсті мыс ( І ) оксидінің тұнбасы түседі. (Реакция теңдеуін жаз)
3 – тәжірибе. Тотықсызданатын және тотықсызданбайтын дисахаридтер
Жұмыс барысы: Үш пробиркаға 1 мл 1% - тік сахароза, мальтоза, лактоза ерітінділерін құйып, әрқайсысына 1 мл Фелинг сұйықтығынан тамызып, үшеуін де қайнағанға дейін қыздырады. Сахароза бар пробиркада мыс тотықсызданбайды, ал қалған екеуінде де қызыл түсті мыс ( І ) оксиді тұнбаға түседі.
Сахароза, мальтоза, лактозаның структуралық формуласын жазып, дисахаридтердің Сu (ОН) 2 әрекеттесу ерекшелігін түсіндіріңіздер.
Мальтоза мен лактозаның тотығу реакциясының теңдеуін жазыңыздар.
4 – тәжірибе. Крахмалдың йодпен әрекеттесуі
Жұмыс барысы: Крахмал клейстерінен 2 – 3 мл пробиркаға құйып, оның үстіне бірнеше тамшы йод ерітіндісін тамызса, крахмал көгереді. Қоспаны аздап қыздырса көк түс жойылады да, салқындатқанда қайтадан көк түс пайда болады. Оның себебі йод крахмалмен тұрақты қосылыс түзбейді, тек крахмал йодты адсорбциялайды және йодпен тұрақсыз комплексті қосылыс түзеді.
5 – тәжірибе. Крахмалдың қышқыл әсерінен гидролизденуі
Пробиркаға 2 мл күкірт қышқылын құйып спирт шамында қыздырады. 4 – 5 минуттан кейін қоспадан 1 – 2 мл бөліп алып, суытады да оған йод ерітіндісін тамызады. Бұл әдісті әрбір минут сайын қайталаса, сынауға алынған қоспаның түсі көк түстен күлгін түске дейін біртіндеп өзгереді, ең соңында йод әсері байқалмайды. Йодтың түсінің өзгермейтін себебі, крахмал біртіндеп гидролизденіп, реакция соңында глюкозаға айналады.
Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмысты қорғауға арналған сұрақтар:
1. Моносахаридтердің химиялық қасиеттерін айтыңыздар.
2. Сахарозаның гидролиздену реакциясының теңдеуін жазыңыздар.
3. Глюкоза спиртті ашығанда 0,23 кг этанол түзілген болса, қанша көмір қышқыл газы түзілді?(Жауабы:112л.).
4. 1 тонна 90-пайыздық шығыммен тринитроцеллюлоза алу үшін 98-пайызды (тығыздығы 1,5г/мл) азот қышқылынан қанша көлем алу керек? (Жауабы:0,48м3 ).
5. Сахароза гидролизі әсерінен түзілген өнім күміс оксидінің аммиактағы ерітіндісімен әрекеттескенде 21,1г күміс бөлінген. Сонда қанша сахароза гидролизге ұшыраған? (Жауабы: 34,2г.).
Көмірсулар тақырыбына есептер мен жаттығулар
Изомерия және номенклатура
1.1. Тізбектегі көміртегі атомдар санына байланысты моносахаридтер тетрозалар (4 с), гексозалар (6 с) және т.б. болып бөлінеді. Құрамында альдегид не кетон топтары болса, альдозалар және кетозалар болып бөлінеді. Альдотетрозалардың, кетотетрозалардың, альдопентозалар мен кетогексозалардың структуралық формулаларын жазу керек.
1.2. Глюкозаның альдегидті және циклді формулаларын жазу керек. Олардың айырмашылығын көрсету керек.
1.3. Глюкозаның альдоспиртке жататынын қалай анықтаған?
1.4. Глюкозаның циклді молекуласы түзілгенде, оның α- және β-формалары пайда болады. Екі формаға да мысал келтіру қажет.
1.5. Глюкозаның изомерлерін жазып, олардың глюкозадан айырмашылығын көрсету керек.
1.6. Құрамы С5Н10О5 (моносахарид) альдозаның карбонильді және циклді формасын көрсету керек.
1.7. Крахмалдың молекуласының формуласы, оның бір құрылымдық буынының структуралық формуласын жазу қажет.
1.8. Целлюлозаның молекуласы қалай құрылған? Бір құрылымдық буынының структуралық формуласын жазу керек.
1.9. Егер мақта талшығының молекулалық массасы 1 620 000 болса, қанша құрылымдық буын С6Н10О5 болады?
1.10. Целлюлоза мен крахмалдың құрылымдың буындарының формуласын жазып, айырмашылығын көрсету керек.
1.11. Полисахаридтердің жалпы формуласы (С6Н10О5)n. Егер лен талшығы клетчаткасының молекулалық массасы 5 850 000 болса, ал мақта талшығы клетчаткасының молекулалық массасы 1 750 000 болса, «n» мәндері қанша болады?
2. Химиялық қасиеттері
2. 1. Глюкозаның сірке қышқылының 5 молекуласымен реакция теңдеуін жазу керек және алынған өнімді гидролизге ұшырату керек. Реакция теңдеуін жазу керек.
2. 2. Глюкозаның мыс (II) гидроксидімен әрекеттесуінің теңдеуін жазу керек.
2. 3. Глицеринді тотықтырып триоз алу керек.
2. 4. Глюкозаның күміс (I) оксидінің аммиактағы ерітіндісімен әрекеттесуінің теңдеуін жазу керек. Бұл реакция қалай аталады? Бұл реакция қандай функционалды топқа тән? 11,6 г Аg2O бар бұл ерітінді қанша глюкозаны тотықтырады?
2. 5. Глюкозаның тотықсыздану реакциясының теңдеуін жазу керек. Алынған заттың аты.
2. 6. Глюкозаның биологиялық мәні.
2.7. Глюкозаның ашу реакцияларының (3) теңдеулерін жазу керек. 360 г глюкоза ашығанда қанша көмір қышқыл газы бөлінеді? 1 кг глюкозасы бар 10 кг ерітінді ашығанда қанша СО2 бөлінеді және алынған спирттің пайызды концентрациясын есептеу керек.
2.8. 18 г глюкозаны ашытқанда түзілген көмір қышқыл газын 7,4 г Са(ОН)2 бар мөлдір ерітіндіден өткізгенде, ол ерітінді мөлдір болып қала ма әлде онда тұнба пайда бола ма?
2.9. Крахмалдың толық гидролизі нәтижесінде түзілген өнім күміс (I) оксидінің аммиактағы ерітіндісінен күмісті тотықсыздандырады, ал сірке қышқылымен күрделі эфир түзеді. Сонда крахмал толық гидролизге ұшырағанда қандай зат түзілген? Барлық реакциялардың теңдеулерін жазу керек.
2.10. Глюкоза тағам өндірісінің қандай тармақтарында қолданылады?
2.11. 1 кг сахарозадан гидролиз арқылы қанша фруктоза алынады?
2.12. 12% сахарозасы бар 5 т қызылшаны диффузорға салып 1000 л ыстық су жіберіледі. Егер қызылшадан сахорозаның экстракциясы 90%-ке жүретін болса, диффузордан шыққан ерітіндідегі сахорозаның проценттік концентрациясы қанша.
2.13. Мына өзгерістердің жүру реакцияларының теңдеулерін жазу керек:
С12Н22О11 → С6Н12О6 → С2Н5ОН → С2Н4 → С2Н5СI
2.14. Этил спиртін мына кесте бойынша алады: картоп→ крахмал → глюкоза → этил спирті. 15% крахмалы бар картоптан қанша сусыз спирт алынады?
2.15. 1 тонна ағаштан алынған целлюлозаны толық этерификациялау үшін қанша көлем 80%-ті сірке қышқылы (ρ =1600 кг/м3) қажет? Ағаштағы целлюлоза 50%- массасы бойынша. Есепті целлюлозанің бір элементар буынына есептеу керек.
2.16. Глюкозаның сүт қышқылын түзіп ашу процесіне 45 кг глюкоза алынған, түзілген сүт қышқылының массасы 40 кг болса, өнімнің шығымын есептеу керек.
2.17. 1 т тринитроцеллюлоза алу үшін (шығымы 90%) қанша көлем 98%-ті (ρ =1500 кг/м3) азот қышқылы қажет?
2.18. Ағаш қалдықтарынан (жоққа, үгінді) бутадиен каучугін алу жағдайларын көрсетіңдер. 1т ағаштан, егер целлюлоза 50% болса, қанша каучук алуға болады? Барлық реакциялар теңдеулерін жазу керек.
2.19. 143,75 л 96%- этанол (ρ =800 кг/м3) алу үшін қанша масса жүгері дәні қажет екенін есептеу керек, егер оның шығымы 80% болса және жүгері дәніндегі крахмалдың массалық үлесі 0,7 болса.
3. Алу жолдары
3.1. Крахмалдың фотосинтез реакциясының теңдеулерін жазу керек.
3.2. Картоптың крахмал алу сатыларының теңдеулерін жазу керек.
3.3. Глюкозаны өндірісте алу әдістерін көрсету керек.
3.4. Целюлозаны алудың негізгі көздері.
3.5. 95% целлюлозасы бар 0,4 кг мақтадан 0,19 кг глюкоза алынған. Глюкозаның шығымын есептеу керек. Есептерді целлюлозаның бір элементер буынына есептеу керек.
3.6. Егер картоптағы крахмал 20% болса, глюкозаның шығымы 80% болса, 11 25 кг картоптан қанша глюкоза алынады.
ЖОҒАРЫ МОЛЕКУЛАЛЫҚ ҚОСЫЛЫСТАР
Жалпы сипаттама
Жоғары молекулалық қосылыстар немесе полимерлер деп молекулалары жүздеген немесе мыңдаған көміртегі атомдарынан, соған сәйкес молекулалық массалары мыңдаған, тіпті миллиондаған массаның атомдық бірлігіне тең болатын және өзіне тән бірқатар қасиеттері бар қосылыстарды атайды. Полимерлердің атомдары бір - бірімен химиялық байланыс арқылы қосылады.
Полимерлер табиғи, синтетикалық және жасандыболып бөлінеді. Полимерлер табиғатта кеңінен таралған. Өсімдік және жануарлар ағзаларының құрамына жоғары молекулалы қосылыстар: целлюлоза, ақуыз, крахмал, нуклеин қышқылдары кіреді.
Табиғи полимерлерге мыналар жатады:
амилоза
|
лигнин
|
целлюлоза
|
кониферил спирті
|
|
Жасанды полимерлерге (талшықтарға) табиғи полимерлердің: ксантогенат, нитрат, целлюлоза ацетатының қайта өңделуі нәтижесінде түзілген полимерлер жатады:
ксантогенат
|
целлюлоза нитраты
|
целлюлоза ацетаты
|
|
Синтетикалық полимерлерге мономерлерден жасанды жолмен алынатын полиаминдер, полиэтилен, полистирол, синтетикалық талшықтар және т.б. жатады.
полиэтилен
|
полипропилен
|
полистирол
|
капрон
|
|
Ең қарапайым органикалық полимер - полиэтилен, ол этиленнің полимеризациялануынан түзіледі. Бастапқы зат этилен - мономер деп, ал мономердің n молекуласы қосылса, полимер түзіледі («поли»- көп деген сөз).
nН2С = СН2 → [-CH2- CH2-]n
Мономерлердің негізгі бөлігінен тұратын топтар буындар деп, ал буындардан құралған үлкен молекула - макромолекула деп аталады. Макромолекуланың құрамына кіретін буындар саны жоғары молекулалық қосылыстардың полимерлену дәрежесін көрсетеді, оны Р әріпімен белгілейді.
Полимерлену дәрежесі (Р) жоғары молекулалық қосылыстың молекулалық массасымен (Мn) мынандай қатынаста болады:
Р= Мn/ m
мұнда, m – буынның молекулалық массасы.
Химиялық табиғатына байланысты полимерлер органикалық, бейорганикалық және элемент органикалық болып бөлінеді.
|
| | |
Органикалық полимер
Полипропилен
|
Бейорганикалық полимер
Поликремний қышқылы
|
Элементоорганикалық полимер
Полисилоксан
|
Полимерлердің төмен молекулалық қосылыстармен салыстырғанда бірқатар ерекше қасиеттері бар. Атап айтқанда, полимерлер ұшқыш зат емес, ерудің алдында ісінеді, макромолекула ерітінділерінің тұтқырлығы өте жоғары, полимерлер иілгіш күйде бола алады.
Макромолекула тізбектерінің құрылымына байланысты полимерлер: сызықты, тармақталған, торланған (үш өлшемді) болады. Егер әрбір элементар буынды А деп белгілесек, онда сызықты құрылымды макромолекуланың түрі мыңандай болады:
... А- А-А- А ...
Бұл жағдайда элементар буын тек екі көрші буынмен байланысады. Егер макромолекуланың негізгі тізбегінде қосалқы тізбек болса, онда мұндай құрылымды полимерлер тармақталған болады.
Тармақталған полимерлерде кейбір буындар үш көрші буындармен байланысқан. Торланған құрылымды полимерлерде ұзын тізбекті макромолекулалар бір - бірімен көлденең байланыстар арқылы қосылып, торлар түзеді. Мысалы:
Негізгі тізбектің құрамына қарай полимерлік молекулалар екіге бөлінеді: гомотізбекті және гетеротізбекті. Гомотізбекті деп макромолекуласының негізгі тізбегі бірдей атомдардан құралған полимерлерді атайды. Егер ол көміртек атомдарынан тұрса, онда мұндай полимерлер карботізбекті деп аталады. Мысалы, полиэтилен, полипропилен.
|
|
|
|
полипропилен
|
полистирол
|
полиэтилен
|
Негізгі тізбегі әртүрлі атомдардан құралған полимерлер гетеротізбекті деп аталады. Мысалы, жай полиэфирлер, полиамдтер.
|
|
|
|
полиэтиленоксид
|
политетраметиленоксид
|
полисилоксан
|
Буындары мен орынбасарлары кеңістікте орналасуы бойынша полимерлер изотактикалық, синдиотактикалық және атактикалық деп бөлінеді. Изотактикалық полимерлердің жазық ирек конформациясындағы бір типті орынбасарлар негізгі тізбек жататын жазықтықтың бір жағында орналасады. Синдиотактикалық полимерлердің жазық ирек конформациясындағы бір типті орынбасарлар негізгі тізбек жататын жазықтықтың жан жағына кезек кезек орналасады. Егер полимер тізбегінде орынбасарлардың орналасуында ешқандай заңдылық болмаса, онда атактикалық полимер болады.
Изотактикалық полистирол
|
Синдиотактикалық полиакрилонитрил
|
Атактикалық полиакролеин
|
|
Полимерлердің төмен молекулалық қосылыстармен салыстырғанда бірқатар ерекше қасиеттері бар. Атап айтқанда, полимерлер ұшқыш зат емес, ерудің алдында ісінеді, макромолекула ерітінділерінің тұтқырлығы өте жоғары, полимерлер иілгіш күйде бола алады.
Полимерлерді алу әдістері
Полимерлерді әдетте полимеризация және поликонденсация реакцияларының негізінде алады.
Полимеризация деп төмен молекулалы заттардың (мономерлердің) қосылып, жоғары молекулалы қосылыстарды түзу реакциясын атайды.
Полимеризация реакциясы жалпы түрде былай жазылады:
nM → (-M-)n
Реакция нәтижесінде қосалқы заттар бөлінбейді, ал алынған полимердің құрамы мономерге сәйкес келеді.
Полимеризация реакциясына мономер ретінде қос немесе үш байланысты қосылыстар
немесе циклді тобы бар қосылыстар қолданылады.
Полимеризация процесі кезінде мономерлерде қос байланыстар үзіліп немесе циклдер ашылып, топтар арасында химиялық байланыстардың пайда болуынан макромолекулалар түзіледі. Өндірілетін барлық полимердің ¾ бөлігі полимеризация әдісі арқылы алынады.
Поликонденсация деп, қосымша заттар бөле жүретін төмен молекулалы қосылыстардан жоғары молекулалы қосылыстардың түзілу реакциясын айтады.
Поликонденсация әдісі бойынша полимер алу үшін әртүрлі химиялық реакциялар қолданылады. Олар: этерификациялау, аминдеу, ароматикалық орынбасу және т.б.
Поликонденсация екі функционалдық топтардың әрекеттесуінен жүреді.
Жалпы түрдегі теңдеуі:
n(a- A- a) + n(b- B –b) → a- [-AB-]n – b + (2n-1) ab
Мұндағы: а-А-а, b-B–b бастапқы мономерлер, а және b функционалдық топтар, а b-бөлінетін қосымша зат.
Поликонденсация реакциясын балқымада, ерітіндіде немесе екі фазаның бөліну шекарасында жүргізіледі. Барлық шығарылатын полимердің ─ бөлігі поликонденсация әдісімен алынады.
Поликонденсация реакциясында тізбек біртіндеп өседі: алғашында бастапқы мономерлер бір- бірімен, содан кейін түзілген қосылыстар жеке- жеке сол мономерлердің молекулаларымен әрекеттесіп, нәтижесінде жоғары молекулалы қосылыс түзіледі. Мысалы: фенол-формальдегид шайларының негізінде алынатын пластмассалар, сатылы поликонденсация реакциясы арқылы синтезделінеді.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары:
1. Мономер, анықтамасы, мысалдар
2. Полимер, анықтамасы, мысалдар
3. Полимер материадарын алу әдістері (полимеризация,поликонденсация)
4. Полимерлердің қолданылуы
ОРГАНИКАЛЫҚ ҚОСЫЛЫСТАРДЫҢ ГЕНЕТИКАЛЫҚ БАЙЛАНЫСЫНЫҢ КЕСТЕСІ
АЛКАНДАР ҚАТАРЫНДАҒЫ ИЗОМЕРЛЕР САНЫ
Аты
|
Формула
|
Изомер саны
|
|
Метан
Этан
Пропан
Бутан
Пентан
Гексан
Гептан
Октан
Нонан
Декан
|
СН4
С2Н6
С3Н8
С4Н10
С5Н12
С6Н14
С7Н16
С8Н18
С9Н20
С10Н22
|
1
1
1
2
3
5
9
18
35
75
|
ИЗОМЕРЛЕР ТҮРІ
Тақырыптарды қорытындылауға арналған есептер мен жаттығулар (тезаурус бойынша тексеру сұрақтары)
Вариант 1
1. Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек:
С10Н12 → С3Н6О2 → С3Н5ОСI → С10Н12О2
Теңдеулерде заттардың структуралық формулаларын жазып, реакцияның жүру жағдайларын көрсету керек.
2. Сірке және құмырсқа қышқылдары қоспасындағы формальдегид ерітіндісінің жалпы массасы 2,33 г. Бұл ерітінді 8,4%-ті (ρ=1,07 г/мл) 18,7 мл калий гидроксиді ерітіндісімен әрекеттеседі. Бұл жағдайда алынған ерітіндіні күміс нитратының сулы-аммиакті ерітіндісінің артық мөлшерімен қыздырған кезде 9,72 г тұнба пайда болады. Алғашқы қоспадағы компоненттердің мольдік үлесін анықтау керек. Жауабы: 10% НСООН; 50% СН3СООН; 40% Н2СО.
Вариант 2
1. Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек.
С8Н14 → С3Н6О2 → С3Н5О2Сl → С3Н10О2N2
Теңдеулерде заттардың структуралық формулаларын жазып, реакцияның жүру жағдайларын көрсету керек.
2. 1,82 г сірке және құмырсқа қышқылдары қоспасындағы формальдегид ерітіндісі 18,9 мл 6,0% - ті (ρ=1,06 г/мл) натрий гидроксидімен толық әрекеттеседі, ал бұл жағдайда алынған ерітіндіні сулы-аммиакты күміс оксиді ерітіндісінің артық мөлшерімен қыздырса, 8,64 г тұнба түзіледі. Алғашқы қоспадағы компоненттердің мольдік үлесін анықтау керек.
Вариант 3
Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек:
Функционалды Х және У топтарын анықтап, барлық жүретін реакциялардың жағдайларын көрсету керек.
Метанол мен этиламин қоспасының буы жететіндей мөлшердегі оттегі жанғанда 43,2 г су және 4,48 л (қ.ж.) газ түзілген, бірақ бұл газ натрий гидроксиді ерітіндісімен жұтылмайды. Жүрген реакциялар теңдеулерін жазып, этиламиннің алғашқы қоспадағы массалық үлесін анықтау керек.
Вариант 4
1. Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек:
Функционалды Х және У топтарын анықтап, реакциялардың жүретін жағдайларын көрсету керек.
2. Фенол мен изопропиламин қоспасы жеткілікті мөлшердегі оттегіде жанғанда 13,5 г су және 1,12 г (қ.ж.) түзілген газ натрий гидроксиді ерітіндісінде жұтылмайды. Жүрген реакциялар теңдеулерін жазып, алғашқы қоспадағы изопропиламиннің массалық үлесін есептеу керек.
Вариант 5
Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек (реакциялардың жүру жағдайларын көрсету керек):
С4Н5Na → С4Н6 → С4Н8О → С4Н11О2N
Теңдеулерде реагенттер мен реакция өнімдерінің структуралық формулаларын жазып, аттарын атау керек.
Майдың толық қышқылдық гидролизі нәтижесінде 55,6 г линолен қышқылы (С17Н29СООН) және 9,2 г глицерин түзілген. Сонымен бірге гидролиз нәтижесінде түзілген олеин қышқылының (С17Н33СООН) массасын есептеу керек.
Вариант 6
Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек (реакциялардың жүру жағдайларын көрсету керек):
С3Н8О → С3Н6О2 → С3Н5СIО → С3Н5О2Nа → С6Н12О2
Теңдеулерде реагенттер мен реакция өнімдерінің структуралық формулаларын жазып, аттарын атау керек.
Массалары бірдей мөлшерде алынған пропанол, пропион қышқылы және фенол араластырылған. Осы қоспамен ас содасының тек 5,68 г ғана реакцияға түседі. Алынған заттар қоспасының осындай өлшемімен натрий гидроксидінің қанша максимал массасы әроекеттеседі?
Вариант 7
Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек.
Вг2(1 моль) 5% NaOH CuO t KMnO4
С3Н8 ───→ А ───→ В ───→ С ───→ Д
t 0 H2O H2SO4
А-Д қосылыстарының структуралық формулаларын жазып, аттарын атау керек.
Этилацетата и гексилацетата қоспасын жаққанда түзілген су массасы 2,70 г. 150С температура мен қалыпқысымда бөлінген көмір қышқыл газының көлемін есептеу керек.
Вариант 8
Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек:
СI2 (1 моль) КОН Н2О КМnO4
С2Н8 ────→ А ────→ В ────→ С ────→ Д
hυ спирт H2SO4 H2SO4
А-Д қосылыстарының структуралық формулаларын жазып, аттарын атау керек.
2. Құрамына тек олеин қышқылының қалдығы кіретін май жартылай гидролизге ұшырағанда алғашқы май массасының 58,19%-тін құрайтын глицериннің күрделі эфирлерінің қоспасы түзілген. Жартылай гидролизге ұшыраған осы май өнімдері қоспасының 1 кг массасы қанша сутегінің мөлшерін қосып ала алады?
Вариант 9
Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек (структуралық формулаларын пайдаланып): А → В →С →Д. Бұл әріптерге сәйкес заттар: С6Н12Вг2, С6Н5Вг, С6Н6 және С6Н12 реакциялардың жүру жағдайларын көрсету керек.
7,49 г пиридин гомологы 25,6 г 10% -ті тұз қышқылымен толық әрекеттеседі. Гомологтың молекулалық массасын анықтап, оның төрт изомерінің структуралық формуласын жазу керек.
Вариант 10
Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек (структуралық формулаларын пайдаланып): А → В → С → Д. Бұл әріптерге сәйкес заттар: С4Н8; С4Н8О2К2; С4Н10О2; С4Н9I. Реакциялардың жүру жағдайларын көрсету керек.
115 г пирролдың бензолдағы ерітіндісі калий металымен әрекеттескенде 1,12 л газ (қ.ж.) бөлінеді. Алғашқы ерітіндідегі заттардың массалық үлестерін есептеу керек.
Вариант 11
Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек (структуралық формулаларын пайдаланып): А → В → С → Д . Бұл әріптерге сәйкес заттар: С7Н6О2; С7Н5О2Na; С7Н8; С7Н10. Реакциялардың жүру жағдайларын көрсету керек.
Сақинасында орын басқан топтары жоқ азоты бар гетероциклді қосылыстың үлгісін жаққанда 7,5 л көмір қышқыл газы, 3,75 л су буы және 0,75 л азот (қ.ж.) түзілген. Алғашқы заттың структуралық формуласын анықтау керек.
Вариант 12
Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек (структуралық формулаларын пайдаланып): А → В → С → Д. Бұл әріптерге сәйкес заттар: С7Н8; С7Н7О2N; С7Н5О4N; С7Н14. Реакциялардың жүру жағдайларын көрсету керек.
Сақинасында орын басқан топтары жоқ азоты бар гетероциклді қосылыстың үлгісін жаққанда 1,2 л көмір қышқыл газы, 0,75 л су буы және 0,15 л азот (қ.ж.) түзілген. Алғашқы заттың структуралық формуласын анықтау керек.
Вариант 13
Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек (структуралық формулаларын пайдаланып): А → В → С → Д. Бұл әріптерге сәйкес заттар: С2Н7О2N; С5Н11О2N; С2Н6О; С2Н4О2.
Реакциялардың жүру жағдайларын көрсету керек.
100 г пиридинді 2000С температурада және 500 кПа қысымда каталитикалық гидрлеуге қанша көлем сутегі қажет?
Достарыңызбен бөлісу: |