Kimya, Üzvi kimya

Azotlu birləşmələr və polimerlər: aminlərdən kaprona qədər

Bu yazıdan sonra polimeri monomerindən tanıyacaq, liflərin zəncirindəki qrupları ayıracaq və peptid yaranarkən ayrılan suyu hesablayacaqsan.

Oxu vaxtı: 4 dəqiqə

Süni intellektlə hazırlanmış şəkil: taxta masanın üstündə qatlanmış yun sviter, kapron corab və şəffaf polietilen paket.

Şkafını aç. Yun sviter, kapron corab, mətbəxdə polietilen paket. Üçü də polimerdir: çoxlu kiçik molekul bir uzun zəncirə düzülüb.

Yun zülaldır. Onun zəncirində aminturşu qalıqları bir-birinə $\ce{-CO-NH-}$ qrupu ilə bağlanıb. Kapron isə fabrikdə alınır, amma zəncirində eyni qrup var. Polietilen paketdə isə bir dənə də azot atomu tapmazsan.

Yəni təbiətin lifi ilə zavodun lifi eyni “tikişlə” tikilib. Bu mövzuda həmin tikişi tanımağı, saymağı və onunla hesablamağı öyrənirsən.

Niyə lazımdır

Bu mövzu bir neçə bölməni bir yerə yığır: nitrobirləşmələr, aminlər, aminturşular, zülallar, plastik kütlələr və liflər. Hamısının ortaq açarı azotdur: maddədə var, ya yox, varsa hansı qrupun içindədir. Bunu bir baxışla görən adam testdə yanlış variantların çoxunu dərhal atır.

Həyatda da işə yarayır. Paltarın etiketində “poliamid”, “poliefir” və ya “viskoz” yazılanda artıq bilirsən ki, birinin zəncirində amid qrupu var, o birində mürəkkəb efir qrupu, üçüncüsü isə süni lifdir.

İmtahan bu mövzuda nə soruşur?

İmtahanda monomeri tanıyıb ondan hansı polimerin alındığını seçirsən, kauçuk monomerlərinin alınma yollarını izləyirsən. Lifləri zəncirlərindəki xarakterik qruplara görə fərqləndirmək, azot saxlayan polimerləri tanımaq da tələb olunur. Yanma məhsullarını maddənin tərkibindən müəyyənləşdirir, peptid yaranarkən ayrılan suyun miqdarını hesablayırsan.

Qayda

Nitrobirləşmədə $\ce{-NO2}$ qrupu karbona birbaşa bağlanır. $\ce{R-O-NO2}$ isə nitrat turşusunun mürəkkəb efiridir. Nitrobirləşmənin reduksiyası amin verir: $\ce{R-NO2 + 3H2 -> R-NH2 + 2H2O}$ .
Aminlər ammonyakdakı hidrogenlərin üzvi radikallarla əvəzlənməsi kimi təsəvvür edilir: $\ce{RNH2}$ birli, $\ce{R2NH}$ ikili, $\ce{R3N}$ üçlü amindir. Bölgü azota bağlanan radikalların sayına əsaslanır.
Azotun sərbəst elektron cütü aminə proton qəbul etmək imkanı verir. Turşu ilə duz yaranır: $\ce{CH3NH2 + HCl -> [CH3NH3]Cl}$ . Anilin $\ce{C6H5NH2}$ ammonyakdan zəif əsasdır; nitrobenzolun reduksiyasından alınır.
Aminturşular həm amin, həm karboksil qrupu saxlayır, buna görə turşu və əsaslarla reaksiyaya girir. İki aminturşu arasında $\ce{-CO-NH-}$ peptid rabitəsi yarananda bir su molekulu ayrılır.
Xətti peptiddə $k$ aminturşu qalığı varsa, peptid rabitələrinin sayı $k-1$ olur. Bir mol belə peptidin yaranmasına $k$ mol aminturşu sərf edilir, $k-1$ mol su ayrılır.
Zülallar aminturşu qalıqlarından qurulmuş təbii polimerlərdir. Hidroliz peptid rabitələrini parçalayır; denaturasiya isə əsasən zülalın fəza quruluşunu pozur.
Polimerləşmədə çoxlu monomer birləşir. Eten polietilen, propen polipropilen, vinilxlorid polivinilxlorid, stirol polistirol verir. Polikondensləşmədə polimerlə yanaşı su kimi kiçik molekullar da ayrılır.
Poliamid liflərə kapron və neylon daxildir: zəncirlərində $\ce{-CO-NH-}$ qrupu var. Lavsan poliefirdir, $\ce{-CO-O-}$ qrupu saxlayır. Viskoz süni, pambıq isə təbii lifdir.
Genetik əlaqə maddələrin bir-birinə çevrilməsi ilə göstərilir. Qızdırılma və katalizatorla buten-2 hidrogen ayıraraq butadien-1,3, etilbenzol isə stirol verir. Bu monomerlər birlikdə polimerləşərək butadien-stirol kauçuku yaradır.
Yanma hesablamalarında azotlu üzvi maddənin karbonu $\ce{CO2}$ , hidrogeni $\ce{H2O}$ , azotu isə $\ce{N2}$ şəklində götürülür. Məhsulları yazmazdan əvvəl element tərkibini yoxla.

Tapşırıqlarda işlənən düsturlar

Öyrənilməli düstur

\mathrm{C}_{n}\mathrm{H}_{2n}\qquad(n\geq 2)

Bir ikiqat rabitəli açıqzəncirli alken üçün $n$ karbon atomlarının sayıdır; hidrogenlərin sayını ikiyə bölərək onu tap. Monomeri müəyyən etdikdən sonra onun adının əvvəlinə “poli” artıraraq uyğun polimeri adlandır.

Öyrənilməli düstur

m(\mathrm{H_2O})=(k-1)\times n_{\mathrm{peptid}}\times M(\mathrm{H_2O})

$k$ xətti peptiddəki aminturşu qalıqlarının sayı, $n_{\mathrm{peptid}}$ alınan peptidin mol miqdarı, $M$ suyun molyar kütləsidir. Hər yeni peptid rabitəsi yarananda bir su molekulu ayrıldığından zəncirdəki $k-1$ rabitəni nəzərə al.

Öyrənilməli qayda

Butadien-stirol kauçuku bir dienin və vinil qrupu daşıyan aromatik monomerin birgə polimerləşməsindən yaranır. Dehidrogenləşmə ilə bu monomerləri almaq üçün karbon skeleti uyğun olan, hidrogen ayıraraq lazımi ikiqat rabitəni yarada bilən başlanğıc maddələri seç.

Öyrənilməli qayda

Poliamid lifin əsas zəncirində $-\mathrm{CO}-\mathrm{NH}-$ fraqmentləri, poliefir lifdə isə $-\mathrm{CO}-\mathrm{O}-$ fraqmentləri yerləşir. Lifi tanımaq üçün onun hansı polimer sinfinə aid olduğunu və zəncirindəki funksional qrupları nəzərə al.

Öyrənilməli qayda

Poliamidin təkrarlanan halqasındakı $-\mathrm{CO}-\mathrm{NH}-$ qrupu azot saxlayır. Yalnız karbon, hidrogen və ya bunlarla yanaşı xlor saxlayan monomerlərdən adi polimerləşmə ilə alınmış zəncirə azot əlavə olunmur.

Öyrənilməli qayda

Aminlərin və nitrobirləşmələrin tam yanması üçün işlədilən məktəb modelində karbon $\mathrm{CO_2}$ , hidrogen $\mathrm{H_2O}$ , azot isə $\mathrm{N_2}$ əmələ gətirir. Yanacaqda azot atomu yoxdursa, həmin maddənin yanma məhsulu kimi azot göstərilə bilməz.

Öyrənilməli qayda

Aminturşular bir-birinə amin və karboksil qrupları vasitəsilə bağlandıqda hər peptid rabitəsinin yaranması su ayrılması ilə müşayiət olunur. Bu polikondensləşməni çoxqat rabitələr hesabına gedən və kiçik molekul ayırmayan polimerləşmədən fərqləndir.

Öyrənilməli qayda

Vinil monomerləri ikiqat rabitələri hesabına, kiçik molekul ayırmadan zəncirə qoşulduqda proses polimerləşmə adlanır. Belə polimeri adlandırmaq üçün monomerin adından və “poli” ön hissəsindən istifadə et.

Öyrənilməli qayda

İkili monoamində azota iki karbohidrogen qrupu və bir hidrogen bağlanır. Ən az karbonlu doymuş alifatik nümayəndəni qurmaq üçün hər iki qrupu ən kiçik alkil qrupu götür, sonra bütün elementlərin atomlarını say.

Öyrənilməli qayda

Ən kiçik alkilaminlər adi şəraitdə qazdır və azotun sərbəst elektron cütü sayəsində əsas kimi davranır. Suda hidroksid ionları yaratdıqları üçün lakmusu göyərdirlər; maddəni seçərkən həm aqreqat halını, həm məhlulun reaksiyasını yoxla.

Özünü yoxla

Hər sualda bir variant düzdür. Azotu və qrupları gözdən qaçırma.

Nümunələr

\ce{CH2=CH-CH3}

monomerindən hansı polimer alınır?

Həllə bax

Həll: Monomer propendir. İkiqat rabitənin açılması ilə $\ce{[-CH2-CH(CH3)-]_{n}}$ quruluşlu polipropilen yaranır.

Etilaminin yanma tənliyini qur.

Həllə bax

Həll: Tərkibdə karbon, hidrogen və azot var. Atom saylarını bərabərləşdir: $\ce{4C2H5NH2 + 15O2 -> 8CO2 + 14H2O + 2N2}$ .

Qlisindən $0{,}2$ mol xətti tetrapeptid alınanda neçə qram su ayrılar?

Həllə bax

Həll: Dörd qalığı üç peptid rabitəsi birləşdirir. Suyun miqdarı $0{,}2\times3=0{,}6$ mol, kütləsi $0{,}6\times18=10{,}8$ q olar.

Tipik səhv

Tripeptiddə 3 aminturşu qalığı var, deməli 3 peptid rabitəsi var və 1 mol tripeptid yarananda 3 mol su ayrılır.

Tripeptiddə 3 qalıq var, rabitələr isə $3-1=2$ olur. 1 mol tripeptid yarananda 3 mol aminturşu sərf edilir və 2 mol su ayrılır.

Qalıqların sayını rabitələrin sayı ilə qarışdırma: xətti zəncirdə rabitə bir ədəd azdır, çünki rabitə iki qalığın arasında yerləşir.

Liflərdə də belə tələ var: lifin adından nəticə çıxarma. Zəncirə bax, amid qrupundakı azotu və mürəkkəb efir qrupundakı oksigeni fərqləndir.

Bu mövzu üzrə test

Hansı maddədə nitroqrup karbon atomuna birbaşa bağlanıb?

Aminturşulardan $0{,}2$ mol xətti peptid yaranarkən $1$ mol su ayrılır. Bir peptid molekulunda neçə aminturşu qalığı var?

Vinilxlorid molekulları ikiqat rabitələri hesabına, kiçik molekul ayırmadan zəncirə qoşulur. Alınan polimer və prosesin adı hansı variantda düzgün verilib?

Bu mövzunun tapşırıqlarını həll et

Bu mövzunun tapşırıqlarını həll et, hər birinin izahına bax.

Mövzu üzrə sınaq, I qrup (RK)Mövzu üzrə sınaq, IV qrup

Digər mövzular

Bütün Kimya mövzuları

Dərslikdə bu mövzu

Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 5.1 «Nitrobirləşmələr», səh. 150
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 5.2.1 «Adlandırılması və izomerliyi», səh. 153
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 5.2.2 «Alınması, quruluşu və fiziki xassələri», səh. 156
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 5.2.3 «Kimyəvi xassələri və tətbiqi», səh. 159
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 5.2.4 «Anilin», səh. 161
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 5.3.1 «Adlandırılması, izomerliyi, alınması və quruluşu», səh. 165
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 5.3.2 «Xassələri və tətbiqi», səh. 168
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 5.4.1 «Quruluşu», səh. 171
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 5.4.2 «Xassələri və tətbiqi», səh. 176
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 6.1 «Polimerlərin quruluşu və fiziki xassələri. Plastik kütlələr», səh. 186
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 6.2 «Təbii və sintetik kauçuklar», səh. 190
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 6.3 «Liflər», səh. 193
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 6.4 «Ətraf mühitin polimer maddələrlə çirklənmədən mühafizəsi», səh. 196
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 6.5 «Debat dərs. Polimerlərin faydası və zərəri», səh. 200
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, «Praktik iş — 3. Zülallar və polimerlərin fiziki və kimyəvi xassələri», səh. 201