Phản ứng trùng ngưng là một dạng bài hết sức cơ bản và thường xuất hiện trong đề thi chương trình Hóa hữu cơ lớp 12. Để hệ thống lại các kiến thức về phản ứng trùng ngưng là gì, định nghĩa, cách phân loại và bài tập, hãy cùng Dinhnghia theo dõi bài viết dưới đây nhé!
Nội dung bài viết
Phản ứng trùng ngưng là gì?
Định nghĩa
Phản ứng trùng ngưng được định nghĩa là quá trình tổng hợp polime dựa trên phản ứng của các monome có chứa các nhóm chất, nhằm tạo thành những liên kết mới trong mạch polime cũng như sinh ra hợp chất phụ như nước, HCl,…
Trùng ngưng hay còn được gọi với tên khác là phản ứng đồng trùng ngưng. Đây vốn là một quá trình nhiều phân tử nhỏ (monome) được liên kết chặt chẽ với nhau thành phân tử lớn (polime cao phân tử), đồng thời giải phóng nhiều phần tử nhỏ như HCl hay H2O và CO2.
Ví dụ
Ví dụ về phản ứng trùng ngưng:
nNH2−[CH2]5COOH→(−NH−[CH2]5CO−)n+nH2O
Phân loại phản ứng trùng hợp?
Đồng phân và dị trùng hợp
- Đồng phân: Đây là loại phản ứng mà khi trùng ngưng chỉ có một loại monome có thể tham gia phản ứng.
- Dị trùng hợp: Đây là loại phản ứng mà khi trùng ngưng có từ hai loại monome trở lên tham gia.
Ngưng tụ hai chiều và ngưng tụ ba chiều
- Ngưng tụ hai chiều được biết đến như một polyme mạch thẳng hoặc phân nhánh.
- Ngưng tụ 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 nên 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 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.
- Phản ứng này cũng có thể xảy ra giữa hai hoặc nhiều hơn hợp chất. Trong đó mỗi hợp chất sẽ có ít nhất hai nhóm chức giống nhau có thể phản ứng với các nhóm chức của hợp chất trong hỗn hợp phản ứng.
- Nếu như hợp chất thấp phân tử được tạo ra khi trùng ngưng có khả năng tương tác với polime tạo thành (trong các điều kiện của phản ứng này) thì quá trình của phản ứng sẽ đạt tới cân bằng.
- Ngược lại nếu trong các điều kiện của phản ứng này mà các chất thấp phân tử tạo thành không thể tương tác với polime thì phản ứng T/Ư đó sẽ là không cân bằng.
Các phương pháp tiến hành trùng ngưng
Hiện nay, có một số phương pháp tiến hành trùng ngưng điển hình như sau:
- Trùng ngưng trong thể nóng chảy.
- Trùng ngưng trong dung dịch.
- Trùng ngưng nhũ tương.
- Trùng ngưng giữa các pha.
Bài tập về phản ứng trùng ngưng
Cách giải bài tập về phản ứng trùng ngưng tạo polime
Ví dụ 1. Đem trùng ngưng x kg axit ε-aminocaproic thu được y kg polime và 12,15 kg H2O với hiệu suất phản ứng 90%. Giá trị của x, y lần lượt là:
Hướng dẫn giải chi tiết:
nH2N–(CH2)5–COOH → [-NH–(CH2)5–CO-]n + nH2O
nH2O = 0,675 kmol ⇒ n axit = 0,675 kmol
Vì H = 90% ⇒ n axit thực tế = 0,675.100/9 = 0,75 kmol
⇒ x = 0,75.131 = 98,25 kg.
Áp dụng định luật Bảo toàn khối lượng, ta có:
y = 0,9.x – mH2O = 98,25.0,9 – 12,15
⇒ y = 76,275 kg
Ví dụ 2. Khi tiến hành trùng ngưng axit amino axetic thu được polime và 7,2 gam H2O. Khối lượng polime thu được là?
Hướng dẫn giải chi tiết:
nH2O = 0,4 mol
nNH2CH2COOH → (−NH−CH2−CO−)n + nH2O
m polime = 0,4/n. 57n = 22,8 (g)
Ví dụ 3. Đun nóng 10,48 gam axit ε – aminocaproic (axit 6 – aminohexanoic) để thực hiện phản ứng trùng ngưng, thu được m gam policaproamit. Biết hiệu suất của quá trình trùng ngưng đạt 90%. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải chi tiết:
Giả sử hiệu suất phản ứng 100%
→ nH2O = n (axit ε – aminocaproic) = 10.48/131= 0,08 mol.
⇒ m policaproamit = m (ε – aminocaproic) – mH2O = 10,48 – 0,08 . 18 = 9,04 gam.
Thực tế, hiệu suất phản ứng H = 90% ⇒ m = 0,9 . 9,04 = 8,136 gam.
Xem thêm:
- Phương trình hóa học là gì? Ý nghĩa và Các dạng bài tập
- Công thức hóa học là gì? Ý nghĩa và Bài tập về công thức hóa học
- Điều chế khí oxi là gì? Phản ứng phân hủy là gì? – Hóa học 8 Bài 27
Bài viết trên đã cung cấp cho bạn những thông tin và kiến thức cơ bản về định nghĩa phản ứng trùng ngưng là gì, phân loại và bài tập. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết và hẹn gặp lại ở các bài viết tiếp theo của Dinhnghia nhé!
