Чтобы определить массовую долю полиэтиленгликолевых звеньев (-OCH2-CH2-) в полученном полимере, нужно провести несколько шагов расчета.
Молярные массы соединений:
Молярная масса терефталевой кислоты (C6H4(COOH)2):
- C: 12 г/моль, H: 1 г/моль, O: 16 г/моль
- Молярная масса = 612 + 41 + 4*16 = 166 г/моль.
Молярная масса этиленгликоля (HOCH2CH2OH):
- Молярная масса = 2*12 + 10 + 16 = 62 г/моль.
Количество моль реагентов:
Количество моль терефталевой кислоты: \[ n(C6H4(COOH)2) = \frac{16,6 \text{ г}}{166 \text{ г/моль}} \approx 0,1 \text{ моль} \]
Количество моль этиленгликоля: \[ n(HOCH2CH2OH) = \frac{9,3 \text{ г}}{62 \text{ г/моль}} \approx 0,15 \text{ моль} \]
Определение исходных мономеров: В ходе реакции образуется полимер, который состоит из мономеров терефталевой кислоты и этиленгликоля. Реакция проходит по стехиометрии: \[ \text{Terephthalic acid (1 моль)} + \text{Ethylene glycol (2 моль)} \rightarrow \text{Polymer} \]
Поскольку больше двух моль этиленгликоля, чем терефталевой кислоты, это означает, что все терефталевые кислоты прореагируют, а из этиленгликоля останется избыток.
Определение количества полиэтиленгликолевых звеньев: Количество этиленгликолевых звеньев будет равно количеству прореагировавших моль терефталевой кислоты, так как для получения одного звена нужно по 2 моль этиленгликоля: \[ n(-OCH2CH2-) = 2 * n(C6H4(COOH)2) = 2 * 0,1 \approx 0,2 \text{ моль} \]
Они будут общими звеньями в полимере и займут: \[ М_полимер = 166 + 2 * 62 = 290 \text{ г/моль} \]
Определение массы полиэтиленгликолевых звеньев: массы звеньев составляют: \[ M(-OCH2CH2-) = 2 * 62 = 124 \text{ г/моль} \] Стоимость на количество реагентов: \[ Mass(-OCH2CH2-) = n(-OCH2CH2-) * M(-OCH2CH2-) \approx 0,2 * 124 = 24,8 \text{ г} \]
Общая масса полимера: Общая масса полимера, состоящего из 0,1 моль терефталевой кислоты и 0,2 моль полиэтиленгликоля составит (без учета концевых групп): \[ m_{total} = m(C6H4(COOH)2) + m(HOCH2CH2OH) = 16,6 + 9,3 = 25,9 \]
Массовая доля звеньев полиэтиленгликоля: Теперь рассчитаем массовую долю полиэтиленгликолевых звеньев: \[ \text{Mass fraction} = \frac{24,8}{25,9} * 100 \approx 95,78\% \]
Округляем до целых: Ответ: 96%.
