Buzz
1. Công thức tính số mắt xích (hệ số polime hóa) của polime
- Số mắt xích = hệ số polime hóa (n) = 6,02.10²³ . Nmắt xích
- Hệ số polime hóa (n) = hệ số trùng hợp = Mpolime / Mmat xích = Mpolime / M1mat xích
Lưu ý: Số mắt xích phải là số nguyên, nếu kết quả là số lẻ thì cần làm tròn
Ví dụ: Polietilen có khối lượng phân tử là 5000 đvC. Hệ số trùng hợp n gần bằng
A. 50
B. 500
C. 1700
D. 178
2. Cách giải bài tập về hệ số polime hóa
Số mắt xích được tính bằng tỉ lệ giữa khối lượng phân tử của đoạn polime và khối lượng của mắt xích; có thể tính số mắt xích thông qua phản ứng clo hóa hoặc phản ứng cộng.
Bước 1: Xác định công thức của polime
Bước 2: Thiết lập biểu thức liên hệ giữa khối lượng phân tử và số mắt xích
Bước 3: Tính toán theo yêu cầu bài tập. Trong nhiều trường hợp, có thể áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố để giải quyết nhanh.
- Số mắt xích = số phân tử monome = hệ số polime hóa (n) = 6,02.10²³ x số mol mắt xích
- Hệ số polime hóa (n) = hệ số trùng hợp = mpolime / mmonome = Mpolime / Mmonome
Ví dụ 1: Khối lượng phân tử của tơ capron là 15000 đvC. Số mắt xích trung bình trong phân tử của loại tơ này gần nhất là
A. 145.
B. 133.
C. 118.
D. 113.
Hướng dẫn:
Cấu trúc của tơ capron:
-(-HN-(CH2)5-CO-)n-
→ 113n = 15000
→ a = 132,7
→ Đáp án: B
Ví dụ 2: Polime X có hệ số trùng hợp là 560 và phân tử khối 35000. Công thức đơn vị của X là
A. -(–CH2–CHCl–)n-
B. -(–CH=CCl–)n-
C. -(–CCl=CCl–)n-
D. –(–CHCl–CHCl–)n-
Hướng dẫn
Khối lượng của mỗi mắt xích trong polime X là: M = 35000/560 = 62,5
→ Công thức của mắt xích là -(–CH2–CHCl–)n-
→ Đáp án: A
Ví dụ 3: Số lượng mắt xích glucozơ trong 194,4 mg amilozơ là (với số Avogađro = 6,02 x 10²³):
A. 7224 x 1017
B. 6501,6.1017
C. 1,3.10-3
D. 1,08.10-3
Hướng dẫn
Amilozơ là một thành phần của tinh bột, cấu trúc của amilozơ là chuỗi dài không nhánh, được tạo thành từ nhiều đơn vị a-glucozơ –C6H10O5– liên kết với nhau.
n(C6H10O5)n = 194,4/1000,162 mol
Số mắt xích n = 194,4 x 6,02.1023/1000,162 = 7224.1017
→ Kết quả: A
3. Bài tập về hệ số Polime hóa
Bài 1: Khối lượng của một đoạn nilon-6,6 là 27346 đvC và một đoạn tơ capron là 17176 đvC. Tính số mắt xích trong mỗi đoạn của hai loại polime này.
A. 113 và 152
B. 121 và 114
C. 121 và 152
D. 113 và 114
Giải đáp:
Kết quả: C
M-[HN-(CH2)6-NH-OC-(CH2)4-CO]-n = 27346 đvC
→ 226n = 27346 → n = 121.
M-[NH(CH2)5CO]-n= 17176 đvC
→ 113n = 17176 → n = 152.
Bài 2: Một đoạn tơ nilon – 6,6 có khối lượng 7,5g. Tính số mắt xích trong đoạn tơ này.
A. 0,133.1022
B. 1,99.1022
C. 1,6.1015
D. 2,5.1016
Giải đáp:
Kết quả: B
Tơ nilon-6,6 có cấu trúc: [-HN-(CH2)6-NH-OC-(CH2)4-CO-]n
→ Số mắt xích tính được là: n = (7,5/226).6,023.1023
→ n = 1,99.1022
Bài 3: Hãy xác định hệ số trùng hợp của poli(etylen) nếu khối lượng trung bình của một phân tử polime là khoảng 120.000 đvC.
A. 4280
B. 4286
C. 4281
D. 4627 Giải đáp:
Kết quả: B
Polime: (C2H4)n có M = 120.000 = 28n → n = 4286
Bài 4: Tính khối lượng trung bình của một phân tử cao su poli isopren, với số mắt xích trung bình là 700.
A. 45.600
B. 47.653
C. 47.600
D. 48.920
Giải đáp:
Kết quả: C
n = (khối lượng polime)/(khối lượng monome) → mpoli isopren = 700 x 68 = 47.600
Bài 5: Một polime có khối lượng phân tử là 28.000 đvC và hệ số trùng hợp là 10.000. Polime đó là loại nào?
A. PE
B. PVC
C. PP
D. Teflon
Giải đáp:
Kết quả: A
Khối lượng phân tử của một mắt xích là 28.000 / 10.000 = 28 (C2H5)
Do đó, polime là PE (polietilen)
Bài 6: Khi clo hóa PVC, thu được một loại tơ clorin chứa 66,7% clo theo khối lượng. Trung bình, một phân tử clo phản ứng với bao nhiêu mắt xích PVC?
A. 4
B. 1
C. 3
D. 2
Giải đáp:
Đáp án: D
PVC hay Poli (vinyl clorua) có công thức hóa học là (C2H3Cl)n hoặc C2nH3nCln.
Một mắt xích tương ứng với n = 1, vì vậy công thức của một mắt xích là C2H3Cl.
kC2H3Cl + Cl2 → C2kH3k–1Clk+1 + HCl.
⇒ %mCl = 35,5 . (k + 1)/ 12.2k + 1 . (3k - 1) + 35,5 . (k + 1) .100% = 66,7% ⇒ k ≈ 2.
⇒ Trung bình, một phân tử Cl2 phản ứng với hai mắt xích
Bài 7: Polime được tạo ra từ quá trình trùng hợp etilen. Tính số phân tử etilen tối thiểu cần để trùng hợp 280g polietilen?
A. 3,01 x 10^24
B. 6,02 x 10^24
C. 6,02 x 10^23
D. 10
Lời giải:
Đáp án: B Số phân tử etilen tối thiểu là: (280/28) x 6,2 x 10^23 = 6,02 x 10^24
Bài 8: Khi đốt cháy toàn bộ 1 mol polipropilen (PP), thu được 13200 gam CO2. Tính hệ số trùng hợp n của polime đó.
A. 120
B. 92
C. 100
D. 140
Lời giải:
Đáp án: C
PP có công thức hóa học là (C3H6)n
(C3H6)n + 4,5 O2 → 3n CO2 + 3n H2O
Khi đốt cháy 1 mol PP, tạo ra 3n mol CO2, từ đó 3n = 300 suy ra n = 100
4. Bài tập ứng dụng về Polime
Câu 1: Phân tử khối trung bình của polietilen X là 420.000. Tính hệ số polime hóa của PE.
A. 12.000
B. 13.000
C. 15.000
D. 17.000
Câu 2: Phân tử khối trung bình của PVC là 750.000. Tính hệ số polime hóa của PVC.
A. 12.000
B. 15.000
C. 24.000
D. 25.000
Câu 3: Hệ số trùng hợp của polietilen có phân tử khối 4984 đvC và của polisaccarit (C6H10O5)n với phân tử khối 162.000 đvC lần lượt là:
A. 178 và 1000
B. 187 và 100
C. 278 và 1000
D. 178 và 2000
Câu 4: Khối lượng của một đoạn mạch tơ nilon-6,6 là 27.346 đvC và của tơ capron là 17.176 đvC. Số lượng mắt xích trong đoạn mạch nilon-6,6 và capron lần lượt là:
A. 113 và 152
B. 113 và 114
C. 121 và 152
D. 121 và 114
Câu 5: Phân tử khối trung bình của poli(hexametylen ađipamit) là 30.000, còn của cao su tự nhiên là 105.000. Tính số mắt xích trong công thức phân tử của từng loại polime.
A. 132 và 1569
B. 154 và 1544
C. 300 và 1050
D. 132 và 1544
Câu 6: Khối lượng phân tử của tơ nilon-6 là 16.950 đvC, còn của tơ nilon-7 là 21.590 đvC. Tính số mắt xích trong công thức phân tử của mỗi loại tơ.
A. 170 và 180
B. 150 và 170
C. 150 và 180
D. 200 và 150
Câu 7: Khối lượng phân tử của nilon-6,6 là 24.860 đvC và của nilon-6 là 14.690 đvC. Tính hệ số polime hóa của mỗi loại nilon.
A. 110 và 120
B. 120 và 130
C. 110 và 130
D. 120 và 140
Câu 8: Khối lượng phân tử của plexiglas là 25.000 đvC. Tính số mắt xích trong phân tử của loại thủy tinh hữu cơ này.
A. 200
B. 250
C. 183
D. 173
Câu 9: Đồng trùng hợp buta-1,3-đien với acrilonitrin (CH2=CH-CN) theo tỉ lệ số mắt xích x : y tạo thành một loại polime. Khi đốt cháy hoàn toàn polime này, thu được hỗn hợp khí và hơi (CO2, H2O, N2) trong đó CO2 chiếm 58,065% thể tích. Tỉ lệ x : y là
A. 3 : 5
B. 1 : 3
C. 2 : 3
D. 3 : 2
Câu 10: Một đoạn mạch xenlulozơ nặng 48,6 mg. Số mắt xích glucozơ (C6H10O5) trong đoạn mạch này là bao nhiêu?
A. 1,626.10^23
B. 1,807.10^23
C. 1,626.10^20
D. 1,807.10^20
Câu 11: Khi hòa tan 4,27 gam cao su buna–N vào dung môi trơ, thu được dung dịch T. Dung dịch này phản ứng cộng với 4,8 gam brom. Tỉ lệ số mắt xích butađien và acrilonitrin trong cao su là bao nhiêu?
A. 5 : 3
B. 3 : 5
C. 3 : 2
D. 2 : 3
HD: Mỗi mắt xích butađien sẽ có một nối đôi C=C để phản ứng với Br2. nBr2 = 0,03 mol ⇒ nbutađien = 0,03 mol. Gọi số mol mắt xích stiren là x mol.
⇒ Khối lượng cao su buna-S = 0,03 × 54 + 53x = 4,27 gam ⇒ x = 0,05 mol.
⇒ Tỉ lệ giữa mắt xích butađien và stiren trong cao su là 0,03 ÷ 0,05 = 3 : 5.
Câu 12: Trùng hợp a mol buta-1,3-đien với b mol acrilonitrin. Sau phản ứng hoàn toàn chỉ thu được cao su buna-N, trong đó nitơ chiếm 8,69% về khối lượng. Tỉ lệ a : b là
A. 1 : 1
B. 2 : 1
C. 3 : 1
D. 3 : 2
Hướng dẫn: Giả định rằng k mắt xích buta-1,3-đien phản ứng với 1 mắt xích acrilonitrin.
k.C4H6 + 1.C3H3N → C4k + 3H6k + 3N
⇒ Phần trăm khối lượng nitơ trong cao su buna-N = 14 ÷ (54k + 53) = 8,69% ⇒ k = 2
Do đó, tỉ lệ a : b = k : 1 = 2 : 1, vì vậy chọn đáp án B.
