高分子化合物(知識)の問題
次の文章を読み、空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜カのうちから 1 つ選べ。
高分子化合物は、単量体(モノマー)が多数結合した重合体(ポリマー)である。重合体 1 分子の中に含まれる繰り返し単位の数を( a )という。合成高分子化合物では、1 分子ごとに( a )が異なるので、その分子量は平均の値で表される。
また、環状構造をもつ単量体である -カプロラクタムに少量の水を加えて加熱すると、環の一部が切れて鎖状になりながら次々に結合し、ナイロン 6 が得られる。このように、環状の単量体の環が開いて鎖状につながる重合を( b )という。
| a | b | |
|---|---|---|
| ア | 重合度 | 付加重合 |
| イ | 平均分子量 | 開環重合 |
| ウ | 重合度 | 縮合重合 |
| エ | 平均分子量 | 付加重合 |
| オ | 重合度 | 開環重合 |
| カ | 平均分子量 | 縮合重合 |
この問題で使うもの
- 高分子化合物の特徴と重合の種類(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(32 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
高分子化合物の基本用語(重合度・平均分子量)と、重合の種類(付加重合・縮合重合・開環重合)の定義を思い出そう。
ヒント 2
重合度は「1 分子中の繰り返し単位の数」、平均分子量は「分子量の平均値」である。重合の種類は、単量体のどの部分が開いたり外れたりして結合するかで区別する。
ヒント 3
a は繰り返し単位の「数」を表す用語なので、ア・ウ・オのどれかに絞れる。あとは、-カプロラクタムが二重結合をもつか、水などがとれるか、環が開くかを考えよう。
答えと解説
答えを見る
オ
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解説を読む
空欄 a: 重合体 1 分子中の繰り返し単位の数を重合度という(ふつう で表す)。合成高分子化合物は重合度の異なる分子の混合物なので、分子量は一定ではなく平均分子量で表す。「平均分子量」は分子量の平均の値であり、繰り返し単位の数そのものではないので、a は「重合度」である。
空欄 b: -カプロラクタムは 7 原子からなる環状のアミド(ラクタム)で、加熱すると環のアミド結合の部分が開いて鎖状になりながら次々につながり、ナイロン 6 になる。このような重合を開環重合という。
- 付加重合は、エチレンやスチレンのように二重結合(不飽和結合)をもつ単量体が、二重結合を開きながら次々に結合する重合である。
- 縮合重合は、ナイロン 66(ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸)やポリエチレンテレフタラートのように、単量体どうしが水などの簡単な分子をとり除きながら結合する重合である。開環重合では水などの分子はとれない。
よって a は「重合度」、b は「開環重合」であり、正しい組み合わせは オ。
別解
空欄 a: 重合体 1 分子中の繰り返し単位の数は「重合度」である。平均分子量は分子量の平均値であり、繰り返し単位の数ではない。したがって a は重合度。
空欄 b: 環状の単量体(ε-カプロラクタム)の環が開いて鎖状につながる重合は「開環重合」である。付加重合は二重結合などが開いて付加していく重合、縮合重合は水などの小分子がとれながら結合していく重合であり、ここでは当てはまらない。したがって b は開環重合。
各選択肢: ア(付加重合)× 、イ(平均分子量)× 、ウ(縮合重合)× 、エ× 、オ(重合度・開環重合)○ 、カ× 。
正解はオ。