Xin chào các em học sinh yêu quý của thầy/cô.
Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau chinh phục một bài tập về polime, một chủ đề rất quan trọng trong chương trình Hóa học lớp 12.
Bài tập này yêu cầu chúng ta tính số mắt xích trung bình trong phân tử của hai loại polime quen thuộc: tơ nilon 6,6 và cao su tự nhiên. Đây là một dạng bài tập cơ bản nhưng đòi hỏi sự hiểu rõ về khái niệm phân tử khối và số mắt xích.

Chúng ta sẽ đi từng bước một nhé:

Bước 1: Tìm hiểu khái niệm và công thức liên quan
Trước hết, chúng ta cần nhớ lại:
– Polime là những đại phân tử, được tạo thành từ nhiều đơn vị nhỏ lặp đi lặp lại gọi là mắt xích.
– Phân tử khối của polime là tổng phân tử khối của tất cả các mắt xích cấu tạo nên nó.
– Số mắt xích trung bình (thường ký hiệu là ‘n’) cho biết trung bình có bao nhiêu mắt xích cấu tạo nên một phân tử polime.
Từ những khái niệm này, ta có thể suy ra công thức liên hệ giữa phân tử khối trung bình của polime, phân tử khối của một mắt xích và số mắt xích trung bình:
Phân tử khối trung bình của polime = Phân tử khối của một mắt xích * Số mắt xích trung bình (n)
Hoặc dưới dạng công thức toán học:
M_polime = M_{mắt xích} * n
Do đó, để tính số mắt xích trung bình (n), ta sẽ sử dụng công thức:
n = M_polime / M_{mắt xích}

Bước 2: Xác định phân tử khối của mắt xích cho từng loại polime
Để áp dụng công thức ở Bước 1, chúng ta cần biết phân tử khối của một mắt xích. Các em hãy nhớ lại hoặc xem lại phần kiến thức về điều chế các loại polime này trong Sách giáo khoa.

Đối với tơ nilon 6,6:
Tơ nilon 6,6 được trùng hợp hóa trùng ngưng từ hai monome là hexametylendiamin (H₂N-(CH₂)₆-NH₂) và axit adipic (HOOC-(CH₂)₄-COOH).
Mắt xích của tơ nilon 6,6 được tạo thành sau phản ứng trùng ngưng là: [-NH-(CH₂)₆-NH-CO-(CH₂)₄-CO-].
Chúng ta cần tính phân tử khối của mắt xích này:
M_{mắt xích nilon 6,6} = M_{[-NH-(CH2)6-NH-]} + M_{[-CO-(CH2)4-CO-]}
M_{mắt xích nilon 6,6} = (14 + 2*1) + (6*12 + 12*1) + (12 + 16 + 16 + 1 + 12 + 4*12 + 4*1)
M_{mắt xích nilon 6,6} = (16) + (72 + 12) + (12 + 16 + 16 + 1 + 12 + 48 + 4)
M_{mắt xích nilon 6,6} = 16 + 84 + 109
M_{mắt xích nilon 6,6} = 209 (g/mol)

Đối với cao su tự nhiên:
Cao su tự nhiên là polime của isopren (CH₂=C(CH₃)-CH=CH₂).
Mắt xích của cao su tự nhiên chính là đơn vị isopren.
Chúng ta cần tính phân tử khối của mắt xích isopren:
M_{mắt xích cao su tự nhiên} = M_(C5H8)
M_{mắt xích cao su tự nhiên} = 5*12 + 8*1 = 60 + 8 = 68 (g/mol)

Bước 3: Tính số mắt xích trung bình (n) cho từng loại polime
Bây giờ, chúng ta đã có đủ thông tin để áp dụng công thức n = M_polime / M_{mắt xích}.

Đối với tơ nilon 6,6:
Phân tử khối trung bình của polime (M_polime) là 30000.
Phân tử khối của một mắt xích (M_{mắt xích}) là 209.
Vậy, số mắt xích trung bình (n) là:
n_{nilon 6,6} = 30000 / 209
n_{nilon 6,6} ≈ 143.54
Do số mắt xích phải là số nguyên, và đây là giá trị trung bình, ta có thể làm tròn:
n_{nilon 6,6} ≈ 144

Đối với cao su tự nhiên:
Phân tử khối trung bình của polime (M_polime) là 105000.
Phân tử khối của một mắt xích (M_{mắt xích}) là 68.
Vậy, số mắt xích trung bình (n) là:
n_{cao su tự nhiên} = 105000 / 68
n_{cao su tự nhiên} ≈ 1544.12
Làm tròn giá trị trung bình:
n_{cao su tự nhiên} ≈ 1544

Kết luận:
– Số mắt xích trung bình (n) trong phân tử tơ nilon 6,6 là khoảng 144.
– Số mắt xích trung bình (n) trong phân tử cao su tự nhiên là khoảng 1544.

Thầy/cô hy vọng qua bài tập này, các em đã hiểu rõ hơn về cách tính số mắt xích trung bình của một loại polime. Đây là một kỹ năng quan trọng để giải quyết nhiều bài toán khác trong phần polime và vật liệu polymer.
Chúc các em học tốt!