Chào các em, cô là giáo viên Hóa học lớp 12 đây. Hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau giải một bài tập liên quan đến polime, cụ thể là tơ nilon-6,6. Bài tập này đòi hỏi chúng ta phải hiểu rõ công thức cấu tạo của monome tạo thành polime và cách tính hệ số polime hóa.

Chúng ta bắt đầu nhé!

Đề bài cho biết tơ nilon-6,6 có phân tử khối là 2500 đvC và yêu cầu chúng ta tìm hệ số polime hóa của nó.

Để giải bài tập này, chúng ta cần thực hiện các bước sau:

Bước 1: Xác định công thức cấu tạo của mắt xích trong tơ nilon-6,6.

Các em còn nhớ tơ nilon-6,6 được trùng hợp từ những monome nào không? Đúng rồi, đó là hexametylendiamin (H<0xE2><0x82><0x86>NH-(CH<0xE2><0x82><0x82>)<0xE2><0x82><0x86>-NH<0xE2><0x82><0x86>) và axit adipic (HOOC-(CH<0xE2><0x82><0x82>)<0xE2><0x82><0x84>-COOH).

Khi trùng ngưng, một phân tử nước sẽ tách ra từ phản ứng giữa nhóm -NH<0xE2><0x82><0x86> của hexametylendiamin và nhóm -COOH của axit adipic.

Do đó, mắt xích lặp lại của tơ nilon-6,6 sẽ có công thức cấu tạo như sau:
\[
-[NH-(CH_2)_6-NH-CO-(CH_2)_4-CO]-
\]

Bước 2: Tính phân tử khối của một mắt xích polime.

Bây giờ, chúng ta sẽ tính phân tử khối của một mắt xích polime đã xác định ở Bước 1.
Phân tử khối của một mắt xích = Phân tử khối của hexametylendiamin – Phân tử khối của 1 phân tử nước + Phân tử khối của axit adipic – Phân tử khối của 1 phân tử nước.
Tuy nhiên, cách đơn giản hơn là chúng ta tính trực tiếp phân tử khối của đoạn cấu tạo nên mắt xích sau khi loại bỏ nước.

Mắt xích có công thức là: NH-(CH<0xE2><0x82><0x82>)<0xE2><0x82><0x86>-NH-CO-(CH<0xE2><0x82><0x82>)<0xE2><0x82><0x84>-CO
Ta có:
– Nguyên tử N: 2 nguyên tử, khối lượng là 2 * 14 = 28
– Nguyên tử C: 6 (trong gốc -CH<0xE2><0x82><0x82>) + 1 (trong nhóm CO) + 4 (trong gốc -CH<0xE2><0x82><0x82>) + 1 (trong nhóm CO) = 12 nguyên tử C. Khối lượng là 12 * 12 = 144
– Nguyên tử H: 2 (trong nhóm NH) + 6 2 (trong gốc -CH<0xE2><0x82><0x82>) + 4 2 (trong gốc -CH<0xE2><0x82><0x82>) = 2 + 12 + 8 = 22 nguyên tử H. Khối lượng là 22 * 1 = 22

Vậy, phân tử khối của một mắt xích polime (M<0xE2><0x82><0x98>) là:
M<0xE2><0x82><0x98> = 28 (N) + 144 (C) + 22 (H) = 194 đvC.

Các em lưu ý, đây là phân tử khối của một mắt xích polime, không phải của một monome.

Bước 3: Tính hệ số polime hóa.

Hệ số polime hóa (k) là số mắt xích lặp lại trong một phân tử polime.
Chúng ta có công thức:
Phân tử khối của polime = Phân tử khối của một mắt xích polime * Hệ số polime hóa
M<0xE1><0xB5><0x96><0xE1><0xB5><0x89><0xE1><0xB5><0x87><0xE1><0xB5><0x8A><0xE1><0xB5><0x88> = M<0xE2><0x82><0x98> * k

Đề bài cho phân tử khối của tơ nilon-6,6 là 2500 đvC.
Vậy, ta có phương trình:
2500 = 194 * k

Để tìm k, chúng ta chia phân tử khối của polime cho phân tử khối của một mắt xích:
k = 2500 / 194

Sau khi thực hiện phép chia, chúng ta sẽ thu được một giá trị. Tuy nhiên, hệ số polime hóa thường là một số nguyên. Trong các bài toán trắc nghiệm hoặc khi có sai số làm tròn, chúng ta cần xem xét giá trị gần nhất hoặc làm tròn theo quy tắc. Trong trường hợp này, nếu đề bài cho phân tử khối chính xác thì kết quả có thể không nguyên. Nhưng nếu đây là một bài toán thực tế, hệ số polime hóa thường là một số nguyên.

Giả sử đề bài cho phân tử khối đã được làm tròn hoặc chỉ mang tính minh họa, chúng ta sẽ tính giá trị gần đúng.

k ≈ 12.88

Trong các bài tập Hóa học lớp 12, nếu kết quả không phải là số nguyên đẹp, các em hãy kiểm tra lại công thức monome, cách ghép mắt xích và phép tính phân tử khối. Hoặc đôi khi đề bài có thể sử dụng một phân tử khối polime tương đối.

Tuy nhiên, nếu chúng ta giả định rằng phân tử khối 2500 là một giá trị có thể sử dụng để tìm hệ số polime hóa nguyên, thì có thể có sai số trong đề bài hoặc cách làm tròn.

Nếu chúng ta xét một phân tử nilon-6,6 với hệ số polime hóa là 12, thì phân tử khối sẽ là 194 * 12 = 2328 đvC.
Nếu hệ số polime hóa là 13, thì phân tử khối sẽ là 194 * 13 = 2522 đvC.

Vì 2500 gần với 2522 hơn, có khả năng hệ số polime hóa là 13 và phân tử khối 2500 là giá trị làm tròn hoặc ước lượng.

Kết luận:

Dựa trên phân tử khối của một mắt xích tơ nilon-6,6 là 194 đvC, và phân tử khối của tơ nilon-6,6 là 2500 đvC, thì hệ số polime hóa k được tính như sau:
k = 2500 / 194 ≈ 12.88

Trong bối cảnh bài tập trắc nghiệm thường có đáp án là số nguyên, và 13 là số nguyên gần nhất với 12.88, chúng ta có thể suy luận rằng hệ số polime hóa là 13. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng cách cho đề bài với phân tử khối 2500 có thể dẫn đến kết quả không nguyên. Nếu đề bài yêu cầu một giá trị chính xác, cần xem xét lại số liệu.

Chúc các em học tốt môn Hóa học!