高分子化合物(知識)の問題
天然ゴム・合成ゴムおよび加硫に関する記述として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。
- ア クロロプレンゴムは、クロロプレン が縮合重合してできる合成ゴムである。
- イ 天然ゴム(生ゴム)は、イソプレンが付加重合した構造をもつポリイソプレンであり、主鎖の二重結合の部分はおもにシス形になっている。
- ウ 生ゴムに 30〜40 % 程度の多量の硫黄を加えて長時間加熱すると、弾性に富んだやわらかい物質が得られる。
- エ 生ゴムに数 % の硫黄を加えて加熱すると、鎖状の分子どうしが硫黄原子によって橋かけされ、弾性や強度が増す。この操作を加硫という。
- オ スチレン-ブタジエンゴム(SBR)は、スチレンと 1,3-ブタジエンを共重合させてつくられる合成ゴムである。
この問題で使うもの
- 天然ゴム・合成ゴムと加硫(説明と入口の問題)
- 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(34 技能)
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- 天然ゴム・合成ゴムと加硫
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
天然ゴムの構造と、合成ゴムがどのような重合でつくられるか、加硫で加える硫黄の量によって何が変わるかを思い出そう。
ヒント 2
合成ゴムの単量体(ブタジエン・クロロプレンなど)はいずれも二重結合をもち、付加重合(共重合)する。また、硫黄を多量に加えるとエボナイトという硬い物質になる。
ヒント 3
ア(重合の種類)とウ(多量の硫黄を加えたときの性質)の記述を教科書の内容と照らし合わせよう。それ以外の選択肢の正誤も確かめること。
答えと解説
答えを見る
イ, エ, オ
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解説を読む
各選択肢を順に検討する。
- ア 誤り。クロロプレン は分子内に二重結合をもち、これが付加重合してポリクロロプレン(クロロプレンゴム)ができる。縮合重合ではない。合成ゴムは、ブタジエン・イソプレン・クロロプレンのような二重結合を 2 つもつ単量体の付加重合(または共重合)でつくられる。
- イ 正しい。天然ゴムはイソプレン が付加重合したポリイソプレンで、繰り返し単位 の中の二重結合はおもにシス形である。シス形のため分子鎖が折れ曲がって丸まりやすく、引っ張ると伸び、離すと戻る弾性を示す。
- ウ 誤り。多量(30〜40 % 程度)の硫黄を加えて長時間加熱すると、橋かけ構造が非常に多くなり、エボナイトと呼ばれる黒くて硬い物質になる。弾性に富んだやわらかい物質にはならない。
- エ 正しい。生ゴムに数 % の硫黄を加えて加熱すると、ポリイソプレンの鎖の間に硫黄原子による橋かけ(架橋)構造ができて立体網目状になり、弾性・強度・耐久性が増す。この操作を加硫という。
- オ 正しい。スチレン-ブタジエンゴム(SBR)は、スチレンと 1,3-ブタジエンの共重合でつくられる合成ゴムで、自動車のタイヤなどに使われる。
よって、正しいものは イ, エ, オ である。
別解
ア: クロロプレンゴムはクロロプレンの付加重合(二重結合が反応する)でできる。縮合重合ではない。誤り。
イ: 天然ゴムはイソプレンが付加重合した構造のポリイソプレンで、主鎖の二重結合はおもにシス形である。正しい。
ウ: 生ゴムに 30〜40 % の多量の硫黄を加えて加熱すると、弾性の乏しい硬い物質(エボナイト)になる。やわらかい弾性体ではない。誤り。
エ: 数 % の硫黄を加えて加熱すると、鎖状分子どうしが硫黄原子で橋かけ(架橋)され、弾性や強度が増す。この操作を加硫という。正しい。
オ: スチレン-ブタジエンゴム(SBR)はスチレンと 1,3-ブタジエンの共重合でつくられる。正しい。
よって正しいのはイ、エ、オ。