Создан заказ №2513677
4 марта 2018
Определить состав смеси не вошедших в реакцию мономеров при степени превращения мономеров 5%
Как заказчик описал требования к работе:
Срочно решить контрольную работу по химии из 6 задач в двух вариантах. Все решения нужно подробно расписать.
Фрагмент выполненной работы:
Определить состав смеси не вошедших в реакцию мономеров при степени превращения мономеров 5%.
3. Охарактеризовать тип структуры полученного полимера.
4. Написать химические уравнения инициирования, роста, обрыва и передачи цепи и ингибирования процесса сополимеризации, формулу сополимера.
5.Выбрать способ синтеза сополимеров.
6.Объясните, какое будет молекулярно-массовое распределение при выбранном способе синтеза? Какие факторы увеличивают скорость полимеризации? Какие факторы повышают конверсию мономеров при сополимеризации (полимеризации)? Какие факторы влияют на величину молекулярной массы сополимера?
Мономеры a и b Температура синтеза C⁰ Среда Инициатор, катализатор Ингибитор r₁*r₂ Cостав сопол-ра, масс.%
Акрилонирил+
изопрен 50 вода Пероксид бензоила + Со2+ бензохинон
0,03*0,5 20-80
Решение:
Рассчитаем состав исходной смеси мономеров (Акрилонитрила + изопрена) для получения сополимеров состава 20-80 масс. (работа была выполнена специалистами Автор 24) %.
Для этого определим сначала состав сополимера в мольных долях:
Молярная масса акрилонитрила (АН) М(С3Н3N) = 53,1 г/моль;
Молярная масса изопрена (ИП) М(С5Н8) = 68 г/моль.
FАН=GАН/MАНGАНMАН+GИПMИП=2053,12053,1+8068=0,24
FВХ=GИП/MИПGАНMАН+GИПMИП=80688068+2053,1=0,76
Значения констант сополимеризации r1 и r2 для акрилонитрила и изопрена при температуре синтеза, равной Т=50С: r1=rАН=0,03 и r2=rИП=0,5.
Чтобы определить какому составу мономерной смеси соответствует заданный состав сополимера, воспользуемся дифференциальным уравнением состава (которое обычно применяется при малой глубине превращения (5-7% конверсии)), записанным следующим образом:
FАН×rАН-2FАН+FАН×rИП-rAH+1fАН2+2FAH-2FAH×rИП-1
fАН+FAH×rИП=0
Подставим имеющиеся данные:
0,240,03-20,24+0,240,5-0,03+1fАН2+20,24-20,240,5-1
fАН+0,240,5=0
0,6172fАН2-0,76fАН+0,12=0
Решим квадратное уравнение, получим:
fАН=0,19; fИП=1-fАН=1-0,19=0,81.
Найдем теперь массовое соотношение мономеров в исходной смеси:
gАН=fАНMАНfАНMАН+fИПMИП=0,1953,10,1953,1+0,8168=0,165=16,5 мол.%
gИП=fИПMИПfАНMАН+fИПMИП=0,81680,8168+0,1953,1=0,835=83,5 мол.%
Определим состав смеси не вошедших в реакцию мономеров при степени превращения мономера ИП 5%.
Это означает, что 5% ИП вступило в реакцию сополимеризации. Возьмем весь ИП, имеющийся в исходной смеси за 100 %, тогда количество прореагировавшего ИП определим из соотношения: 83,55/100 = 4,18 мол.%.
По условию количество ИП в сополимере составляет 80%, следовательно, количество АН вступившего в реакцию сополимеризации составит 4,1820/80 = 1,05 мол.%.
Тогда состав смеси мономеров, не вступивших в реакцию найдем следующим образом.
Содержание ИП: 83,5 – 4,18 = 79,32 мол.%;
Содержание АН: 16,5 – 1,05 = 15,45 мол.%;
Т.е. ИП : АН = 79,32 мол.% : 15,45 мол.%.
3. Тип структуры полученного сополимера.
Строение сополимера зависит от состава мономерной смеси и определяется значениями констант сополимеризации (рис.).
Рис. Зависимость вероятностей диад звеньев от состава мономерной смеси и относительной активности мономеров
В случае, когда r1>1, а r2<1, сополимер при любом составе исходной смеси обогащен компонентом М1 и в его структуре преобладают диады звеньев m1-m1 (кривые 1). Если < 1, а r2 > 1, то велика доля диад m2-m2 (кривые 2).
В нашем случае же при r1 = 0,03, что <1, и r2= 0,5, что тоже <1, возрастает вероятность образования чередующихся диад m1-m2 и m2-m1 (кривые 3). Следовательно, вероятно образование чередующейся структуры сополимера.
Количественно оценить химическое строение бинарных сополимеров можно на основании определения вероятностей образования диад звеньев m1m1 (P11), m1m2 (P12), m2m1 (P21) и m2m2 (P22), которые зависят от относительной активности мономеров и состава исходной мономерной смеси согласно уравнениям:
[M1] – текущее содержание АН в мономерной смеси (15,45),
[M2] – текущее содержание ИП в мономерной смеси (79,32).
Проведем расчеты.
с=0,0315,4579,322+215,4579,32+0,5=0,8907;
Р11=0,0315,45/79,3220,8907=0,001=0,1 мол.%
Р12=Р21=15,45/79,320,8907=0,22=22 мол.%
Р22=0,50,8907=0,56=56 мол.%
Следовательно, в структуре сополимера около половины всех звеньев будут составлять звенья ИП-ИП (56%), вторая (немного меньшая) половина будет представлена смешанными звеньями АН-ИП и ИП-АН (по 22%), звеньев гомополимера АН-АН практически не будет (их содержание около 0,1 %, т.е 1 шт., на 1000 шт. остальных).
Т.о., образующийся сополимер имеет все-таки статистическую структуру.
4. Написать химические уравнения сополимерзации, инициирования, роста цепи, обрыва цепи, передачи цепи, ингибирования процесса сополимеризации, формулу сополимера.
Механизм реакции определяется типом используемых инициаторов (катализаторов) полимеризации. Так, в присутствии инициаторов свободнорадикального типа In, каким является пероксид бензоила, сополимеризация осуществляется по радикальному механизму.
Процесс сополимеризации включает те же стадии, что и гомополимеризация: инициирование, рост цепи, обрыв и передача цепи. Однако описание этих стадий существенно усложняется, поскольку с увеличением числа сомономеров увеличивается количество элементарных реакций на каждой стадии.
1. На стадии инициирования сначала в результате распада молекулы пероксида бензоила образуется первичный радикал:
Далее образовавшийся радикал С6Н5• взаимодействует с мономерами обоих видов M1 и M2 (мономеры АН и ИП соответственно) в результате чего происходят две реакции зарождения активных центров (свободно-радикального типа):
Эти реакции можно записать схематично:
где m1● и m2● –соответствующие радикальные активные центры...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
200 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
5 марта 2018
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Определить состав смеси не вошедших в реакцию мономеров при степени превращения мономеров 5%.docx
2018-03-08 16:07
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Работа отличная! Очень быстро.Всегда была обратная связь.Рекомендую данного автора.
Хочешь такую же работу?
300 ₽
