2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2
 
 Re: Количество звеньев
Сообщение16.09.2016, 12:07 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/04/16
2115
Внутри ускорителя
Munin в сообщении #1151525 писал(а):
Обычно слово "димер" само по себе не употребляется

В смысле "две молекулы + межмолекулярное взаимодействие" очень даже употребляется. :wink: А как аналог "полимер" -- не так часто, но бывает (см. сообщение Droog_Andrey)

 Профиль  
                  
 
 Re: Количество звеньев
Сообщение16.09.2016, 19:02 
Аватара пользователя


22/02/16
15
DxDy Community *)
Munin в сообщении #1151381 писал(а):
Для всех полимеров, кроме полиэтилена, и может быть, ещё парочки, это всё выглядит очень логично. Посмотрите на формулы поливинилхлорида, полистирола, полисахаридов. Полипептидов, наконец.


Политетрафторэтилен

Изображение
Изображение


А почему тетра? Наверно, потому, что молекула в форме тетраэдра?

Поливинилиденфторид

Изображение
Изображение

Полипропилен

Изображение
Изображение


Как запомнить все эти сложные названия и как запоминаете их вы? Сейчас синтезировано около 3 млн полимеров, как химики не путаются в названиях? :shock:

Ранее я задавала вопрос о том, почему нельзя сократить $CH_2 CH_2$ по n до $CH_2$ по n... А сегодня на сайте http://svarka-pp.ru/tehnologii/chem-otlichaetsya-polietilen-ot-polipropilena/встретила запись:

Различие химических формул
Химическая формула полиэтилена: $(CH_2)_n$
Химическая формула полипропилена: $(C_3H_6)_n$

А как получили $(C_3H_6)_n$ из $CH_2 - CH(CH_3)$? просто взяли и сложили все углероды и все водороды (очень похоже на "упростите выражение" :lol: )?

Интересный вопрос: а если взять гранулы полипропилена и нагреть до 250 градусов, то в какой форме он окажется? Если плотность у полимеров 0.9 - 1.45, то это очень близко к воде, верно? Значит это будет что-то очень жидкое (или жидкое густое?)? 250 градусов ведь это не так уж и много, а значит можно нагреть где-нибудь на костре, а потом залить в форму как свинец. Можно ли таким образом изготовить себе что-нибудь интересное (при наличии интересной формочки)?

Возникает вопрос №2: Предположим на костре расплавили и залили в форму. Расплав застыл, что мы получили? Не ориентированный полимер? А если мы снова чуть-чуть нагреем, так чтобы наше изделие начало "ползти" и растянем изделие в 100 раз! Получим ли мы ориентированный полимер с новыми свойствами?

У нас складывается очень интересная и полезная беседа, поэтому позволю себе спросить у вас еще несколько вопросов :D .

Я не совсем уловила сути, но преподаватель рассказывал о том, что движение(присоединение) молекулы углерода дальше по цепочке есть процесс случайный. Такой же случайный как и движение молекулы в газе. Как я понимаю речь идет об этом:

Изображение


Для того чтобы предсказать, где окажется молекула газа через время необходимо посчитать дисперсию (а вот дисперсию чего, так и не поняла). Можно и через дифференциальное уравнение, но хочется узнать о дисперсии. Преподаватель взял начальную точку и вектор указывающий положение молекулы в пространстве $R_n$. Спустя какое-то время молекула проходит еще какое-то расстояние (описываемое вектором L)и ее конечное положение равно $R_n+L$ (векторная сумма). То есть следующее положение молекулы будет описываться так: $R_{n+1} = R_n + L$ (векторная сумма). Если посчитать дисперсию, то мы получим формулу процесса случайного блуждания молекулы или как его еще называют закон диффузии: $R_n = \sqrt{n}L$, где n это чисто соударений, а L длинна свободного пробега или если перенести на полимеры, то n - количество звеньев, L - расстояние между молекулами углерода. Возникает вопрос: если мы подставим n и L в закон диффузии, то мы получим длину молекулы? В качестве n мы взяли $10^4$, а расстояние между молекулами 1 ангстрем. Перемножив получаем, что длинна молекулы с количеством звеньев 10 тысяч равно 10 нанометрам. Все верно?
*Что самое интересное, усредненное удвоенное векторное произведение равно 0, но почему $(2(R_nL)) = 0$?
Правда ли, что новый углерод, который хочет присоединиться к цепочки может это сделать с 5 разных сторон? Мы рисовали вот такую картинку, вероятно, она показывает это

Изображение


А потом взяли шар радиуса $R_n$ (не понимаю, оно как то связанно с предыдущей мыслью или нет?)

Изображение


И выполнили несколько математических приемов, которые немного не ясны:
1. $(2\sqrt{n}L)^3$ - это мы пытались считать объем клубка молекулы полимера? почему там двойка участвует?
2. $nL^3$ - это мы пытались посчитать объем самого полимера? Где $L^3 $это объем одного атома углерода, тогда почему в объем мы не включаем наш водород или что-то там еще? или мы условно берем чисто цепочку из углерода?

А потом еще и пытаемся считать плотность:

$p = \frac{nL^3}{8n^3L^3}$ получаем $\frac{1}{10^3}$ и оказывается, что объем который занимает полимерная молекула в таком шаре равна 0,1%. Мне не понятно, почему в знаменателе $8n^3L^3$, ведь мы же находим отношение объема молекулы полимера к объему шара, верно? Объем шара ведь $\frac{4}{3}$$\pi R^3$

P.S. Друзья! Пример с рукопожатием о котором вы писали просто великолепный! Нашла даже иллюстрацию к этому примеру:

Изображение


только тут немного не верно нарисовано.. Зеленые руки у них появляются после того как у них оторвут одну связь, а если одной связи нету, то это уже не мономер, а на картинке это мономер. Верно рассуждаю? :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Количество звеньев
Сообщение16.09.2016, 19:31 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
09/06/20
72408
Кстати, я всё про полисахариды да про полисахариды, а какая формула у полисахарида? $[-(\mathrm{HCOH})_m-]_n$!

 Профиль  
                  
 
 Re: Количество звеньев
Сообщение16.09.2016, 19:41 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


09/02/09
2006
Минск, Беларусь
Munin, нет, не такая. Вообще простейшие моносахариды имеют общую молекулярную формулу $\rm{C_nH_{2n}O_n}$, но полисахариды получаются из них не полимеризацией, а поликонденсацией (с отщеплением молекул воды по месту связывания мономерных звеньев), поэтому получается состав $\rm{C_nH_{2n-2}O_{n-1}}$.

Приставка "поли" означает "образованные из большого числа подобных структурных единиц", но образованные не обязательно в реакции полимеризации. Например, полиэтилентерефталат образуется при сополиконденсации этиленгликоля и терефталевой кислоты.

 Профиль  
                  
 
 Re: Количество звеньев
Сообщение16.09.2016, 20:23 
Заслуженный участник


06/07/11
5579
кран.набрать.грамота
Dasha-Bachelor в сообщении #1151673 писал(а):
А почему тетра? Наверно, потому, что молекула в форме тетраэдра?
:mrgreen:
Нет. Потому что в этилене 4 атома водорода замещены фтором.
Dasha-Bachelor в сообщении #1151673 писал(а):
Сейчас синтезировано около 3 млн полимеров, как химики не путаются в названиях?
Когда-то давно, когда известных веществ было мало, их именовали как бог на душу положит: метан, этан, уксусная кислота, глицерин и прочее. Потом, когда веществ стало слишком много, придумали такую систему, чтобы по структуре молекулы можно было дать название, а по названию - восстановить структуру. Молекулы в органике именуются следующим образом: прямая углеродная цепочка плюс атомы водорода для всех свободных связей атомов углерода - это как бы "базовая комплектация", а далее каждое изменение структуры (заместители водорода, двойные и тройные связи) меняет название.
Изначальный "базовый" ряд: метан, этан, пропан, бутан (названия эпохи "как попало"), пентан, гексан, гептан и т. д. (упорядоченные названия, произведенные от латинских числительных). Такой базовый ряд называется классом, это класс алканов. У них окончание -ан у всех.
Если добавить одну двойную связь, получатся алкены (тоже класс такой): этилен, пропилен, бутилен, ... (дальше, думаю, догадаетесь).
Если заменить один водород на фтор: фторметан, фторэтан, фторпропан (начиная с фторпропана, надо цифрой указывать положение фтора: в данном случае это может быть 1-фторпропан или 2-фторпропан; к алкенам это тоже относится, кстати). И так далее, классов соединений тьма, и правил тоже.
Dasha-Bachelor в сообщении #1151673 писал(а):
Как запомнить все эти сложные названия и как запоминаете их вы?
Как вы запоминаете, что кошка - это кошка, а борщ - это борщ? :wink: Так и тут.

-- 16.09.2016, 21:52 --

Dasha-Bachelor в сообщении #1151673 писал(а):
Химическая формула полиэтилена: $(CH_2)_n$
Название $(CH_2)_n$ плохо тем, что такую формулу будет иметь любой углеводородный полимер, у которого нет заместителей, циклов и двойных связей. Поэтому в скобках обычно пишут мономер - тот элементарый базовый блок, который повторяется в полимере. А иногда не просто пишут, но и структуру рисуют. Например, полистирол (картинка из википедии):

Изображение

 Профиль  
                  
 
 Re: Количество звеньев
Сообщение17.09.2016, 01:50 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/04/16
2115
Внутри ускорителя
Dasha-Bachelor в сообщении #1151673 писал(а):
Интересный вопрос: а если взять гранулы полипропилена и нагреть до 250 градусов, то в какой форме он окажется?

Ой, это без просмотра каких-то данных по полипропилен, или без более сложных логических выводов, исходящих из его состава (на которые лично я, без дня за учебниками, уже не способен) сказать сложно. Но, кстати, у полимеров есть забавная штука. Если они (насколько я помню) в аморфном состоянии и их начать греть, то они, вопреки бытовой логике, начинают компактизоваться. :wink:
Dasha-Bachelor в сообщении #1151673 писал(а):
Можно ли таким образом изготовить себе что-нибудь интересное (при наличии интересной формочки)?

Если полимер подплавить, тт можно сделать много интересного.
Dasha-Bachelor в сообщении #1151673 писал(а):
Как запомнить все эти сложные названия и как запоминаете их вы?

Никак особенно. Те, кто работают с полимерами постоянно, хорошо ориентируются и в номенклатуре и в альтернативных названиях. А те, кто это учил когда-то и потом эти знания не поддерживают практикой, постепенно все забывают, и в итоге остаются с полиэтиленом, ПВХ и полистиролом... :lol:
Dasha-Bachelor в сообщении #1151673 писал(а):
Расплав застыл, что мы получили? Не ориентированный полимер?

Если я правильно помню, то зависит от самого полимера (далеко не все способны в принципе образовать кристалл) + от того, как Вы охлаждали его (если "ориентированный" = "кристалл").

Dasha-Bachelor в сообщении #1151673 писал(а):
Я не совсем уловила сути, но преподаватель рассказывал о том, что движение(присоединение) молекулы углерода дальше по цепочке есть процесс случайный. Такой же случайный как и движение молекулы в газе.

Если я правильно понял эту фразу и правильно соотнес ее с дальнейшим текстом, то тут смешанны 2 принципиально разных вещи:
1) реакция полимеризации = рост цепи;
2) размер молекулы полимера (для конкретной длины цепи).
Оба процесса случайны, но в несколько разных смыслах. 1й случай говорит о том, как растет цепь и там нужна химическая кинетика для понимания.
2й же рассматривает следующую задачу: у молекулы полимера есть начало и конец. Расстояние между ними фактически определяет размер молекулы полимера. Соответственно, это расстояние необходимо найти. Для этого самая простая модель была описана Вами: Гауссовское случайное блуждание (вроде так называется). В Ваших обозначениях n -- это степень полимеризации, а L - длина шага = размер мономера. Но, к сожалению, это очень грубая модель и поэтому напрямую так применить модель не получается (размер молекулы получается заниженным по сравнению с экспериментально наблюдаемым динамическим радиусом в вискозометрии). Поэтому там существуют определенные модификации данной модели, позволяющие более точно оценить этот параметр. Но это еще не все -- данная модель описывает только полимеры в клубках, но не в глобулах (эти упакованы не случайно, а очень компактно).

Формулы сейчас не прокомментирую, извините. Всё уже забыл. :facepalm:

 Профиль  
                  
 
 Re: Количество звеньев
Сообщение19.09.2016, 02:23 
Аватара пользователя


22/02/16
15
DxDy Community *)
Большое спасибо, друзья! Замечательные ответы, которые прояснили ситуацию (элементарно, на пальцах). Буду разбираться дальше. Очень жаль, что на форуме нету кнопки <Спасибо>.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 22 ]  На страницу Пред.  1, 2

Модераторы: photon, Toucan, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Bing [bot]


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group