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化学 高校生

問5 高分子が凝集する温度についての問題です。 写真三枚目が棒線(b)で出てくる高分子ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)です。 解答には炭素数によって疎水性が変化するなどが書かれていたのですがよく分かりません…。 その解答の写真が入り切らないので、回答してくださる方いら... 続きを読む

42 CH2=C R C-CI 問文中の空欄 「アクリル酸クロリド(R=H) メタクリル酸クロリド (R=CH3) C + or H₂C₂ t on エステル結合やアミド結合を主鎖や側鎖に導入した合成高分子化合物は、その構造 に応じて様々な特性を発現することができる。 エステル結合やアミド結合はそれぞ れ, カルボン酸塩化物 (カルボン酸クロリド)とアルコールもしくはアミンとの温和 な条件下における反応により生成させることができる。カルボン酸塩化物は,カル ボン酸のヒドロキシ基を塩素に置換した構造である。例えば、代表的な合成繊維であ る 6,6-ナイロンは,アジピン酸ジクロリドをモノマーとして用いた界面における ア 重合により室温で合成される。 ホスゲンはカルボニル炭素に2つの塩素が結 合した構造であり,アジピン酸ジクロリドと同様に二官能性モノマーである。ホスゲ 重合により, 透明光学材料であ (1) ンは反応性が高く, ビスフェノールAとの ア と H3CCH CH-N るポリカーボネートが合成される。また, メタクリル酸クロリドと過剰量のエチレン (2) グリコールとの反応により合成されるメタクリル酸2-ヒドロキシエチルを原料とす イ る 重合によりポリ(メタクリル酸2-ヒドロキシエチル)が得られる。ヒドロ (3) キシ基が側鎖にあるため親水性があり,この高分子化合物のハイドロゲルはコンタク トレンズとして用いられている。 アクリル酸クロリドとイソプロピルアミンとの反応 により得られる N-イソプロピルアクリルアミドを原料とする 重合からはポ SLT (4) リ(N-イソプロピルアクリルアミド)が得られる。 この高分子化合物のアミド結合部 (b) 位は水分子と水素結合するため, 20℃では水に完全に溶解する。 この水溶液の温度 を上昇させると水素結合が切断されて水和している水分子が引き離され, 疎水基が集 まり高分子化合物が凝集する。 この変化が32℃ 付近で急激に観察される。 ポリ(N-アルキルアクリルアミド)類については, アルキル基の疎水性の違いによ り凝集する温度が異なる。このような温度応答性高分子化合物はバイオマテリアルや ドラッグデリバリーシステムへの応用が期待されている。 THO ア イ H3C H イソプロピルアミン に当てはまる適切な語を記せ。

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窒素原子の物質量がでて、なぜ重合体中では2倍なんですか?また、なぜmx=2.0×10^-3になるのですか??

例題120 合成ゴム >>> 468 アクリロニトリルと1,3-ブタジエンを共重合させたアクリロニトリル-ブタジエ ンゴム(NBR) 0.430g を燃焼すると、標準状態 (0℃ 1.0 × 105 Pa) で 22.4mLの窒 素ガスが発生した。 共重合したアクリロニトリルと1,3-ブタジエンの物質量比と して最も適当なものを1つ選べ。なお, NBR に含まれる窒素原子は,燃焼によりす べて窒素ガスになるものとする。 原子量 H=1.00 C=12.0, N=14.0 mCH2=CH +nCH2=CH-CH=CH2 fCH2-CH][CH2-CH=CH-CH27 I CN アクリロニトリル 1,3-ブタジエン アクリロニトリル-ブタジエンゴム (NBR) (a) 1:1 (b) 1:2 (c) 1:3 (d) 2:1 (e) 2:3 (f) 3:1 Key Point センサー N原子の個数 -CH2-CH (CN) - の個数 に等しい。 ●重合体の物質量 〔mol] × 重合度=単量体の物質量 [mol] 単量体重合体の物質量と重合度との関係をおさえる。 ― 解法 [CH2-CH] [CH2-CH=CH-CH21 CH₂-CHCH₂ CH-CH₂ CNml (式量 53m) x= CH₂-CH-CH₂- 0.430 53m+54n -MS-0 ラガチ整理すると, (c) (式量 54m) 発生した N2 の物質量は, -=1.00×10-3mol よって,重合体中に含まれていた N原子は 2.00×10-3mol。 また, 生成した重合体の物質量をx [mol] とすると, N原子の → 物質量は mx 〔mol] で表されるので, [mol] 2.00×10-3 mx [mol]=2.00×10-3mol m 質量とモル質量を用いて重合体の物質量を表すと, 0.430g なので, (53m+54n) g/mol 22.4×10-3L 22.4L/mol 1 100 JE 26 200×10-3 m m 0.108 1 n 0.3243 x= 共重合体の分子量 =53m+54n [mol〕 [mol] よって,m:n=1:3 31

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320の(4)解説で「この陰イオン交換樹脂とイオン交換されなかった硫酸イオン(SO4)2- の物質量は、生成したBaSO4の物質量0.0035molと等しい」とあるのですが、 イオン交換されなかった硫酸イオンとBaSO4の物質量が等しいのは分かるのですが、陰イオン交換樹脂と... 続きを読む

化により100-76=24[g] の質量 一方、スル が増加したのは,次式のように, ベンゼン環1個あ たり, 分子量が80増加したことが原因である。 スルホン化 H 24 80 よって, 結合したスルホ基の物質量は, =0.30 [mol] 0 (xx 5):(0. 10 1000 - SOH 502=16×3+32 ... スルホン化の割合 : -X100=42[%]) (2)2R-SOH+CaCl2(XR-SO3) 2Ca+2 HCI これより, Ca²+:H+=1:2(モル比)で交換が起こ 【0.10 × =48+32=80 0.30 0.713 るから, CaClaqの濃度をx [mol/L] とすると 40 1000 ...x=0.20 [mol/L] (3) (2) のイオン交換反応は可逆反応であるから、 比較的濃い塩酸を陽イオン交換樹脂に十分に流す と, (2) の平衡は左に移動して,もとの樹脂が再生 される (イオン交換樹脂の再生)。 この後、塩酸が流 出しなくなるまで十分に純水で洗うのを忘れないこ と。 PV の一音 付加 基(−C 縮合 とい 水酸化ナトリウム =1:2 0.10muel 40m² で中和するので Homoelと体利 分 (4) この陰イオン交換樹脂とイオン交換されなかっ た硫酸イオン SO²の物質量は, 生成したBaSO4 の 物質量 0.0035molと等しい。 HMOK ECH₂ PV い高 の○ がで と、 の 与さ 引っ Na2Soat Bace2→2Nace + Ba 4+

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水素が結合できるのは青丸の二重結合のところですか?

450□□ 天然・合成ゴム 次の文を読み、下の問いに答えよ。 原子量はH= 1.0C = 12N = 14 とする。 天然ゴム (生ゴム) は ( )が付加重合してできた高分子で, 空気中に放置する と次第に弾性を失い劣化する。 そこで、 天然ゴムに硫黄を3~8%加えて加熱処理す ると弾性ゴムが得られる。 この操作を( )という。 代表的な合成ゴムの原料であるブタジエンは、2分子のアセチレンから得られる ビニルアセチレンに特別な触媒を用いて水素を作用させてつくる。 このブタジエンを 付加重合させるとポリブタジエンが得られる。 ポリブタジエンには,天然ゴムと同じ ようなゴム弾性を示すと,ゴム弾性に乏しい ⑨ [ と,ゴム弾性に乏しい のシストランス異性 体が存在する。このほか、スチレンとブタジエンを共重合させると( )という合 成ゴムが得られる。また, アクリロニトリルとブタジエンを共重合させると ( ) とよばれる合成ゴムが得られる。 (1) 上の文の (2) 天然ゴムが, 下線部ⓐ のようになる理由を説明せよ。 (3) 下線部①の反応式 (2つ) を記せ。 (4) スチレンとブタジエンが1:4の物質量比で合成された合成ゴム (⑤) 4.0g に,触 媒存在下で水素を完全に反応させると、標準状態で何L (有効数字2桁) の水素が消 費されるか。 (5) 窒素を8.75%(質量百分率)含む合成ゴム (⑥) を10kg つくるには, 計算上,何kg(有 効数字2桁) のブタジエンが必要か。 ()には適する物質名・語句を記せ。 に適切な構造式を, 7-3

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赤線のところの意味が分かりません。教えてください。お願いします。

418 解説① デンプンの分子式は,その重合度 をnとすると, (C6H10Os) で表される。このデン プンの分子量が4.05 x 10 だから, n=2500 162n=4.05 x 10° ② A, B. C の分子量は, それぞれ 222, 208, 236 であるから, モル質量は、222g/mol, 208g/mol 236g/mol となる。 A, B, C の物質量の比が,それ ぞれ A, B, C の分子数の比に等しいから、 3.064 0.125 222 ③3③ A:B:C=- デンプンを構 </ 成するグルコー スは、右の4種 類に区別でき る。 200 デンプンの−OH のうち, メチル化されるものは, 他のグルコースと結合していないフリーの状態にあ るものである。 Aには, 1位と4位にOHが残っているから, A は1, 4位で他のグルコースと結合していた連鎖 部分にあったことがわかる。 Bには, 1位, 4位, 6位にOHが残っている から,Bは1位, 4位, 6位で他のグルコースと結 合していた枝分かれ部分にあったことがわかる。 0.142 208 236 : 非還元 連鎖 末端 部分 b 23:1:1 枝分かれ 部分 a : 1,4 結合 b: 1,6結合 還元 末端 Cには1位だけに-OH が残っているから, Cは 1位だけで他のグルコースと結合していた非還元末 端にあったことがわかる。 よって,このデンプンでは, (連鎖部分23+枝分 かれ部分1 + 非還元末端1) のあわせてグルコース 25分子あたり1個の枝分かれが存在する。 ④ ①より,このデンプン1分子は2500個のグルコ (3) 構造 A のグルコースには,不斉炭素原子がいくつあるか。 (4) フルクトースの還元性の原因となる構造を次の(ア) ~ (オ)から選び,記号で答えよ。 (ア) -CH2OH (イ) - OH (3) – CHO (I) – COOH (*) - COCH₂OH 発展問題 418□□ デンプンの構造 次の文のに適する数値(整数)を入れよ。原 子量は H = 1.0, C = 12,0 = 16 とする。 ある植物の種子から得た分子量 4.05 × 10°のデンプンがある。 このデンプンは ■個のグルコースが脱水縮合したものである。 このデンプンのOHにメチル基を導入 (メチル化)して すべて - CH3O としたの ち,希硫酸で加水分解すると,次の A~Cの化合物が得られた。 CH2OCH3 CH2OH H HO H H H OCH3 H C OH HO HOCH3 O H OCH3 H C OCH3 C. H H H OH CH3O CH2OCH 3 C- O H OCH H C OCH3 C- H H TOH A : 分子式 C9H18O6 B : 分子式 C8H1606 C: 分子式 C10H20O6 いま,このデンプン 2.430gを完全にメチル化し加水分解すると, A 3.064g, B は 0.125g, C は 0.142g 生じた。 この結果から, A, B, C の分子数の比は, : 1:1となる。 したがって, このデンプンではグルコース [ ■分子あたり1個の割合で枝分かれがあり,この デンプン1分子中には [ か所の枝分かれが存在していることになる。

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この問題のエでなぜそのような式にできるのかが分かりません。そもそも合成時に反応する官能基の数や、合成高分子の構造がわからないのにこの式ひとつで表すのは不可能では無いでしょうか?例えば複数アルファアミノ酸が全てのアミノ基とカルボキシ基を使って1つノ環状ペプチドを作ったならp=... 続きを読む

(b) 高分子化合物の合成において, 高分子化合物の生成量は官能基の消費量から求め ることができる。反応で消費された官能基の割合を反応度 p とすると,反応度は 以下のように表される。 S 反応度 p= LAXY 反応で消費した官能基の量 〔mol] 反応開始時の官能基の量 〔mol] 品 加 反応開始時にあった単量体の分子数を No 〔mol], 反応度における高分子化合 物の分子数を N 〔mol] とすると,このときに得られる高分子化合物の数平均重合度 No A X, は で表されるので,X, を,反応度』を用いて表すと I となる。 N ロ ポリエチレンテレフタラートは、テレフタル酸とエチレングリコールの縮合重合 によって得られる高分子化合物である。 この縮合反応は可逆反応であるので,数平 AYLANAS SUNE 均重合度X, はこの反応の平衡定数によっても影響を受ける。 いま, テレフタル酸 A TH A とエチレングリコールの混合物中のカルボキシ基とヒドロキシ基の初濃度は等しく 館についms. Co [mol/L] とし, 反応度で平衡状態になったものとすると、平衡定数Kは以下 JA SAUNA (1 のように表される。

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