Question

Гексаметилендиамин (NH2—(CH2)6—NH2) представляет собой бесцветные кристаллы (tпл. = 42 °С), входит в состав отвердителей эпоксидных смол, а также является исходным веществом для синтеза ряда полимеров, таких как нейлон и полиуретаны. Нейлон — продукт поликонденсации гексаметилендиамина и адипиновой кислоты (НООС—(СН2)4—СООН).  а) Напишите уравнения следующих реакций: 1) *получения гексаметилендиамина из 1,6-дихлоргексана и аммиака; 2) взаимодействия гексаметилендиамина с серной кислотой в мольном соотношении 2 : 1; 3) поликонденсации гексаметилендиамина с адипиновой кислотой.  б) В результате реакции поликонденсации гексаметилендиамина массой 5,80 г с адипиновой кислотой был получен полимер, в макромолекулах которого на один остаток гексаметилендиамина больше, чем адипиновой кислоты. При этом выделилось 1,74 г воды. Определите среднее число остатков гексаметилендиамина в макромолекуле.

Answer 1

дано:
- масса гексаметилендиамина (m1) = 5,80 г
- масса воды (m воды) = 1,74 г

найти:
среднее число остатков гексаметилендиамина в макромолекуле (n)

решение:

1. Найдем количество молей воды, выделившейся в реакции.
Молярная масса воды = 18 г/моль.

n(вода) = m(вода) / M(вода) = 1,74 г / 18 г/моль = 0,0967 моль.

2. В процессе поликонденсации образуется одна молекула воды на каждую пару реагирующих групп. Так как остатка гексаметилендиамина больше на один, то у нас n(гексаметилендиамин) = n(адипиновая кислота) + 1.

Обозначим количество молей адипиновой кислоты как n(адипиновая кислота). Тогда можно записать следующее равенство:

n(вода) = n(адипиновая кислота).

Таким образом, n(адипиновая кислота) = 0,0967 моль.

3. Поскольку n(гексаметилендиамин) = n(адипиновая кислота) + 1, то:

n(гексаметилендиамин) = 0,0967 моль + 1 = 1,0967 моль.

4. Теперь найдем массу гексаметилендиамина, необходимую для этой реакции. Молярная масса гексаметилендиамина (NH2—(CH2)6—NH2) составит:

M(гексаметилендиамин) = 2*14 + 12*6 + 2*1 = 116 г/моль.

5. Найдем массу гексаметилендиамина, использованного в реакции:

m(гексаметилендиамин) = n(гексаметилендиамин) * M(гексаметилендиамин)
= 1,0967 моль * 116 г/моль = 127,22 г.

Однако, мы имеем только 5,80 г гексаметилендиамина.

Выполним пересчет остатков в зависимости от доступной массы:

n(гексаметилендиамин) = 5,80 г / 116 г/моль = 0,0500 моль.

6. Теперь найдем среднее число остатков гексаметилендиамина в макромолекуле. Мы уже знаем, что в макромолекуле на один остаток гексаметилендиамина больше, чем остатки адипиновой кислоты. Тогда:

число остатков в полимере = n(гексаметилендиамин) * 2 = 0,0500 моль * 2 = 0,1000 моль.

Но это число остатков относительно воды:

0,0500 моль (гексаметилендиамина) делится на 1 (остановка на 1 больше):

n = 0,0500 + 1 = 1,0500.

Ответ:
Среднее число остатков гексаметилендиамина в макромолекуле около 1.