ГДЗ по химии, 10 класс, Еремин, номер 69.3: Полимеры

Низкомолекулярные вещества (например, вода H₂O или метан CH₄) имеют строго определённый состав и структуру. Каждая молекула такого вещества содержит одинаковое число атомов, соединённых в определённом порядке. Поэтому их молекулярная масса является фиксированным значением.

Полимеры же состоят из длинных цепочек, образованных повторением множества звеньев (мономеров). Общая формула полимера часто записывается как (A)_n, где A — структурное звено, а n — степень полимеризации.

Ключевой момент заключается в том, что величина n не является постоянным числом для всего образца полимера. В процессе синтеза (полимеризации или поликонденсации) цепи растут случайным образом:

• Некоторые макромолекулы успевают вырасти до большой длины;
• Другие обрываются раньше времени;
• Третьи могут иметь промежуточную длину.

Таким образом, любой образец полимера представляет собой смесь гомологов — молекул одного и того же химического состава, но разной длины цепи (разного значения n).

Поскольку каждая молекула имеет свою массу M_i=n_i·M_звена, то у всего образца нет единого значения молекулярной массы. Вместо этого используют понятие средней молекулярной массы .

Существует несколько способов усреднения (численно-средняя, массово-средняя), но суть одна: мы имеем дело со статистическим распределением длин цепей. Например, если взять два разных образца полиэтилена, синтезированных при разных условиях, они будут иметь разное среднее значение n, хотя химически это один и тот же полимер.

Проверим логику: если бы все молекулы полимера имели одинаковую длину, то вещество было бы кристаллическим соединением с точной формулой, как поваренная соль NaCl. Но полимеры аморфны или полукристалличны именно из-за неоднородности цепей. Следовательно, отсутствие фиксированной массы подтверждается самой природой полимерных материалов.