Polimer: perbendaharaan kata yang berkait

Istilah dalam Polimer paling baik dipelajari sebagai satu cerita yang berkait dan bukannya senarai, kerana ia mengikut satu benang daripada molekul kecil kepada molekul gergasi, kemudian keluar ke dunia harian getah dan plastik. Sebaik anda melihat cara definisi berpaut, bab ini berhenti menjadi kumpulan nama untuk dihafal dan menjadi laluan yang boleh anda susuri dalam jawapan, dan rangkai kata yang tepat di sepanjang laluan itulah yang memperoleh markah. Guru kami mengekalkan pelajar pada benang ini dalam kelas dalam talian satu-ke-satu, dalam bahasa Inggeris, dari RM50 sejam, supaya setiap definisi keluar dengan tepat di bawah tekanan peperiksaan.

Blok binaan: monomer, polimer dan unit berulang. Segalanya bermula dengan monomer, iaitu molekul kecil yang berulang, dan polimer, iaitu makromolekul yang sangat besar yang dibina daripada banyak monomer yang bercantum melalui ikatan kovalen. Proses kimia yang mencantumkannya ialah pempolimeran. Kerana bahagian kecil yang sama muncul berulang-ulang di sepanjang rantai, kita menggambarkan seluruh polimer dengan unit berulangnya, ditulis dalam kurungan dengan subskrip n. Dua pasangan sudah perlu diberi perhatian di sini. Pertama, monomer bukan unit berulang: monomer masih mempunyai ikatan ganda dua karbon–karbonnya, manakala unit berulang ialah apa yang tinggal selepas ikatan itu terbuka. Kedua, monomer bukan polimer: satu ialah molekul permulaan kecil, satu lagi ialah hasil gergasi. Mengekalkan perbezaan ini melindungi soalan lukisan dan deduksi yang membuka bab.

Semula jadi dan sintetik. Polimer terbahagi kepada dua asal usul. Polimer semula jadi wujud dalam hidupan, getah asli, protein, kanji, selulosa, sutera dan bulu, dan setiap satu mempunyai monomernya sendiri: isoprena untuk getah, asid amino untuk protein, glukosa untuk kanji dan selulosa. Polimer sintetik pula dihasilkan, biasanya daripada petroleum, dan termasuk politena, PVC, polistirena, nilon dan Teflon. Pelajar sering menganggap “semula jadi” bermaksud ringkas dan “sintetik” bermaksud penambahan, tetapi kedua-duanya salah: polimer semula jadi tetap besar dan kompleks, dan banyak polimer sintetik, seperti nilon, dibuat melalui kondensasi.

Dua cara rantai terbentuk. Inti bab ini ialah perbezaan antara dua jenis pempolimeran. Dalam pempolimeran penambahan, monomer tak tepu, setiap satu dengan ikatan ganda dua C=C, membuka ikatan itu dan bercantum terus antara satu sama lain, jadi tiada apa-apa dibebaskan dan setiap atom kekal dalam polimer. Dalam pempolimeran kondensasi, monomer dengan dua kumpulan berfungsi bercantum dan menyingkirkan hasil sampingan kecil, biasanya air, pada setiap pautan. Pasangan penambahan–kondensasi inilah kontras yang paling kerap diuji dalam bab, dan ujian terpantas adalah mudah: jika molekul kecil dibebaskan, ia kondensasi; jika tiada, ia penambahan. Pasangan tepu–tak tepu terletak di bawahnya, kerana hanya monomer tak tepu boleh mengalami penambahan. Kondensasi memberikan dua keluarga bernama: poliester, yang dipautkan oleh pautan ester daripada diol dan asid dikarboksilik, dan poliamida, yang dipautkan oleh pautan amida daripada diamina dan asid dikarboksilik, dengan nilon sebagai contohnya dan protein sebagai pasangan semula jadinya.

Menghasilkan dan memperbaik getah asli. Cerita getah ialah satu urutan istilah yang pendek. Lateks, iaitu koloid zarah poli(isoprena) dalam air, ditoreh daripada pokok getah. Menambah asid menyebabkan penggumpalan, apabila zarah bercas hilang tolakannya dan berkumpul menjadi getah pepejal. Memanaskan getah itu dengan sulfur ialah pemvulkanan, yang membentuk ikatan silang, jambatan sulfur antara rantai, yang menaikkan kekenyalan dan had kekenyalan. Ikatan ganda dua yang tinggal daripada unit isoprena ialah tempat sulfur melekat, jadi monomer getah dan getah tervulkan dihubungkan oleh ikatan yang sama. Pasangan yang perlu dipisahkan di sini ialah penggumpalan dan pemvulkanan: penggumpalan hanya menghasilkan getah pepejal menggunakan asid, manakala pemvulkanan memperbaikinya menggunakan sulfur.

Bahasa alam sekitar. Kerana kebanyakan polimer sintetik tak terbiodegradasi, ia berkekalan sebagai sisa, dan bab ini ditutup dengan tindak balasnya: plastik terbiodegradasi yang diurai oleh mikroorganisma, plastik terfotodegradasi yang diurai oleh cahaya, serta amalan mengurangkan, guna semula dan kitar semula, ditentang dengan bahaya pembakaran terbuka. Pasangan terakhir yang perlu dijaga ialah terbiodegradasi lawan tak terbiodegradasi, satu awalan membalikkan seluruh maksudnya.

Dibaca sebagai satu cerita, monomer kepada polimer, penambahan lawan kondensasi, lateks kepada getah tervulkan, dan plastik berguna kepada sisa plastik, istilah ini berhenti berebut ruang dalam ingatan anda dan mula menyokong antara satu sama lain, dan itulah tepat yang dihargai oleh Kimia SPM.