Polimer Semula Jadi dan Sintetik

Halaman ini merangkumi standard kandungan 12.1 bab Polimer Tingkatan 5: polimer semula jadi dan sintetik. Ini asas kepada seluruh bab, kerana sebaik sahaja anda faham apa itu polimer dan cara monomer bersambung, segala yang menyusul, jenis pempolimeran, getah asli dan pemvulkanannya, serta kegunaan dan isu alam sekitar plastik, menjadi jauh lebih mudah difikirkan. Kuasai istilah di sini dengan teliti, maka anda akan membaca bab selebihnya dengan yakin.

Apakah polimer?

Polimer ialah molekul yang sangat besar (makromolekul) yang terbina daripada banyak unit berulang kecil yang disambung oleh ikatan kovalen. Setiap unit kecil yang bersambung dipanggil monomer, dan proses penyambungannya dipanggil pempolimeran. Kerana beribu-ribu monomer boleh bersambung menjadi satu rantai, satu molekul polimer mempunyai jisim molekul relatif yang sangat besar, selalunya berpuluh atau beratus ribu.

Istilah utama. Monomer ialah molekul permulaan yang kecil. Polimer ialah hasil rantai panjang. Unit berulang ialah bahagian rantai yang diulang berkali-kali; anda tulis di dalam kurungan dengan n di luar untuk menunjukkan ia berulang banyak kali. Darjah pempolimeran ialah bilangan unit monomer, n, dalam satu molekul polimer.

Sebagai contoh, monomer etena (CH₂=CH₂) berpolimer menjadi politena (juga dipanggil polietena), yang unit berulangnya ialah, CH₂, CH₂, . Keseluruhan polimer ditulis (, CH₂, CH₂, )ₙ, dengan n ialah nombor yang sangat besar.

Polimer semula jadi

Polimer semula jadi ialah polimer yang dibuat oleh benda hidup atau terdapat di alam. Anda harus boleh menamakan contoh yang lazim dan menyatakan asal setiap satu:

• Getah asli, polimer isoprena, diperoleh sebagai lateks daripada pokok getah (Hevea brasiliensis).
• Protein, polimer asid amino; terdapat dalam daging, telur, rambut dan enzim.
• Kanji dan selulosa, polimer glukosa; kanji menyimpan tenaga dalam tumbuhan, selulosa membentuk dinding sel tumbuhan dan merupakan bahagian utama kapas dan kayu.
• Asid nukleik (DNA), polimer yang membawa maklumat genetik.

Ini terbentuk di dalam sel hidup melalui kimia hayat, bukan di kilang.

Polimer sintetik

Polimer sintetik ialah polimer buatan manusia, dikilangkan daripada monomer yang biasanya berasal daripada petroleum (minyak mentah) dan gas asli. Contoh lazim yang mesti anda tahu termasuk:

Polimer sintetik	Kegunaan lazim
Politena (polietena)	Beg plastik, botol, filem
Polipropena (polipropilena)	Bekas, tali, peti
Poli(vinil klorida), PVC	Paip, penebat kabel, baju hujan
Perspeks (poli(metil metakrilat))	Kepingan jernih, tingkap pesawat
Nilon	Tali kail, tekstil, tali
Terilena (sejenis poliester)	Gentian pakaian, botol

Polimer sintetik direka bentuk supaya mempunyai sifat berguna, kekuatan, kelenturan, rintangan terhadap air dan bahan kimia, sebab itulah plastik telah menggantikan begitu banyak bahan tradisional.

Membezakan kedua-duanya

Ujiannya hanyalah asal polimer itu. Jika ia dibuat oleh organisma hidup atau tumbuh di alam (getah, protein, kanji, selulosa, sutera, bulu), ia semula jadi. Jika manusia mengilangkannya daripada molekul monomer kecil, biasanya daripada petrokimia (politena, PVC, nilon, terilena, Perspeks), ia sintetik. Kedua-duanya tetap polimer sebenar, rantai panjang unit berulang yang dipegang oleh ikatan kovalen, jadi pengelasan ini adalah tentang bagaimana polimer itu dihasilkan, bukan tentang strukturnya.

Contoh penyelesaian

Soalan. Satu molekul politena, (, CH₂, CH₂, )ₙ, mempunyai jisim molekul relatif 42 000. Monomernya ialah etena, C₂H₄. Hitung darjah pempolimeran, n. [Jisim atom relatif: H = 1, C = 12]

Langkah 1, Cari jisim molekul relatif unit berulang. Unit berulang ialah, CH₂, CH₂, yang mempunyai formula sama seperti satu molekul etena, C₂H₄.

Mr C₂H₄ = (2 × 12) + (4 × 1) = 24 + 4 = 28

Langkah 2, Bina hubungannya. Satu molekul polimer dibina daripada n unit berulang, jadi:

Mr polimer = n × Mr unit berulang

Langkah 3, Selesaikan untuk n.

n = Mr polimer ÷ Mr unit berulang
n = 42 000 ÷ 28
n = 1500

Jawapan. Darjah pempolimeran ialah n = 1500, iaitu 1500 monomer etena bersambung untuk membentuk satu molekul politena.

Soalan latihan

Soalan. Kelaskan setiap yang berikut sebagai polimer semula jadi atau polimer sintetik, dan nyatakan monomer atau unit binaan setiap satu: (a) kanji, (b) politena, (c) getah asli, (d) nilon.

Jawapan. (a) Kanji, polimer semula jadi; unit binaan ialah glukosa. (b) Politena, polimer sintetik; monomer ialah etena. (c) Getah asli, polimer semula jadi; monomer ialah isoprena. (d) Nilon, polimer sintetik; dibuat daripada dua monomer (satu diamina dan satu asid dikarboksilik).

Petua peperiksaan

Markah paling boleh dipercayai dalam standard ini datang daripada perbendaharaan kata yang tepat. Jangan sekali-kali tulis “molekul kecil bersambung membentuk molekul besar”, sebut bahawa monomer bersambung melalui ikatan kovalen untuk membentuk polimer, dan jika diminta, namakan unit berulang. Apabila anda mengelaskan polimer, justifikasikan dengan asalnya: “semula jadi, kerana ia diperoleh daripada benda hidup” atau “sintetik, kerana ia dikilangkan daripada monomer petrokimia.” Untuk pengiraan darjah pempolimeran, sentiasa cari Mr unit berulang dahulu, kemudian bahagikan Mr polimer dengannya, kesilapan lazim ialah membahagi dengan jisim yang salah. Ingat bahawa unit berulang polimer tambahan mempunyai formula molekul yang sama seperti monomernya, jadi Mr-nya sama dengan Mr monomer.

Kedudukan tajuk ini

Ini standard kandungan 12.1 bab Polimer, dan ia menyediakan segala yang menyusul. Standard seterusnya, jenis pempolimeran, menerangkan dengan tepat cara monomer bersambung; getah asli dan pemvulkanan menerapkan idea ini pada satu polimer semula jadi yang penting; dan standard terakhir melihat kegunaan dan isu alam sekitar polimer sintetik yang disenaraikan di atas. Berlatih pengiraan darjah pempolimeran pada halaman contoh penyelesaian bab ini, dan semak perangkap istilah pada halaman kesilapan lazim. Dalam kelas dalam talian satu-ke-satu Kimia SPM kami, yang diajar dalam bahasa Inggeris dari RM50 sejam, guru kami memastikan anda boleh melukis dan menamakan unit berulang dan tidak pernah mengelirukan monomer dengan polimer.

Imbasan pantas

• Polimer ialah molekul besar daripada banyak monomer yang disambung oleh ikatan kovalen; bahagian yang berulang ialah unit berulang.
• Polimer semula jadi: getah, protein, kanji, selulosa, dibuat oleh benda hidup.
• Polimer sintetik: politena, polipropena, PVC, Perspeks, nilon, terilena, buatan manusia daripada petrokimia.
• Darjah pempolimeran n = Mr polimer ÷ Mr unit berulang.
• Kelaskan mengikut asal, bukan struktur, kedua-dua jenis ialah polimer sebenar.