فناوری و سنتز- شیمی 3 - خلاصه نکات - نوید آرمات

سلام دوستان عزیز 

در این مطلب می خواهیم به جمع بندی خلاصه نکات و حفظیات مبحث فناوری و سنتز از فصل چهارم شیمی 3 مطابق با بودجه بندی آزمون 16 اردیبهشت که برای پاسخگویی به سوالات آزمون باید به آن‌ها مسلط باشید، بپردازیم.

برای ارتباط بیشتر با برترها و رزرو پشتیبان ویژه، پیج کانون برترها را دنبال کنید، همچنین میتونید با شماره ۰۲۱۸۴۵۱ داخلی ۳۱۲۳ تماس بگیرید. 

بودجه بندی فصل چهارم در کنکور سال های اخیر

فناوری را می توان به کار بردن دانش برای حل یک مسئله درصنعت یا زندگی روزانه برای رسیدن به هدفی خاص دانست. به کارگیری فناوری تبدیل مواد خام به مواد فرآوری شده، سبب رشد و بهره وری اقتصاد یک کشور دانست.

مواد خام و اولیه، موادی مانند نمک، سنگ معدن، نفت خام و هوا هستند که فرآوری نشده اند و با استفاده از آن ها می توان مواد شیمیایی جدید تولید کرد.

سنتز

 یک فرآیند شیمیایی هدفمند است که در آن با استفاده از مواد ساده تر، مواد شیمایی دیگر را تولید می کنند. در واقع سنتز را می توان کانون بسیاری از پژوهش های شیمیایی دانست که منجر به طراحی و تولید مواد جدید می شود.

اغلب مواد آلی شامل گروه های عاملی گوناگون هستند. گروه های عاملی آرایش مشخصی از اتم ها هستند که خواص و رفتار آلی را تعیین می کنند. 

تولید یک ماده آلی جدید با کاربردی معین می تواند با تغییر ساختار یا ایجاد یک یا چند گروه عاملی همراه باشد.

در واکنش های زیر، پیوند دوگانه ی اتن مورد تهاجم قرار می گیرد و به جای پیوند دوگانه، دو اتم جدید، با کربن های تشکیل دهنده ی پیوند دو گانه برقرار می کنند. این پیوند دوگانه، عامل واکنش پذیری بالای اتن است.  

1- الکل ها بسته به محل قرار گیری گروه هیدروکسیل (-OH) قادرند اکسید شوند و به کتون و آلدهید تبدیل شوند و در صورت شدید بودن اکسایش آلدهیدها نیز می توانند به کربوکسیلیک اسید تبدیل شوند. در طی انجام هر مرحله از این واکنش های اکسایش-کاهش، عدد  اکسایش اتم کربن مربوط به گروه عاملی یا متصل به آن 2 واحد افزایش می یابد.

2- در اثر حذف گروه هیدروکسیل الکل ها و قرار دادن گروه آمینی (NH3-) به جای آن ها، می توان الکل ها را به آمین تبدیل کرد.

3- هر چه نوع و تعداد گروه های عاملی، در مولکول هدف بیش تر باشد، ساخت آن دشوارتر بوده و به دانش پیشرفته تر و فناوری کارآمدتری نیاز دارد. زاز این رو شیمیدان ها در پی یافتن مواد مناسب، ارزان و دوستدار محیط زیست و واکنش های شیمیایی آسان و پر بازده هستند تا هزینه تمام شده تولید یا سنتز را کاهش دهند و در گام بعد به دنبال طراحی و اجرای فناوری لازم هستند.

بازده واکنش، هزینه مواد و انرژی مصرف شده برای تولید ماده هدف به دو عامل بستگی دارد:

      1- نوع واکنش     2- فناوری به کار رفته

سالانه شمار بسیار زیادی بطری پلاستیکی برای نگه داری و بسته بندی آب آشامیدنی تولید می شود. بطری آب از پلیمری به نام پلی اتیلن ترفتالات PET ساخته می شود. برای ساخت این بطری، نخست پلیمر آن را تهیه می کنند. سپس این پلیمر را به همراه برخی افزودنی ها در قالب های ویژه ای می ریزند تا به شکل بطری مورد نظر در آید.

از واکنش مونومرهای سازنده این پلیمر یعنی اتیلن گلیکول (الکل دوعاملی) با ترفتالیک اسید (اسید دوعاملی) در شرایط مناسب می توان پلی اتیلن ترفتالات را سنتز کرد.

اما مسئله این است که اتیلن گلیکول و ترفتالیک اسید در نفت خام وجود ندارند. به دیگر سخن، به طور مستقیم نمی توان آنها را از نفت خام به دست آورد.

ساختار شیمیایی پارازایلن و ترفتالیک اسید شباهت زیادی به یکدیگر دارد. که با جایگزینی گروه های متیل پارازایلن با گروه های کربوکسیل، ترفتالیک اسید تولید می شود. این نوع واکنش، در گروه واکنش های اکسایش-کاهش قرار می گیرد؛ زیرا عدد اکسایش هر یک از اتم های کربن در متیل (3-) و کربن کربوکسیل (3+) است بنابراین برای انجام این واکنش به یک اکسنده نیاز است تا بتواند کربن های گروه متیل در پارازایلن را اکسید کند.

یون پرمنگنات گونه ای اکسنده است و سبب اکسایش گونه های دیگر می شود. با وجود غلظت بالای آن، باز هم شرایط تبدیل پارازایلن به ترفتالیک اسید تأمین نمی شود. مگر آنکه دمای مخلوط واکنش افزایش یابد. با افزایش دما اگرچه شرایط انجام واکنش تأمین شده است اما بازده همچنان مطلوب نیست. همه اینها نشان می دهد که اکسایش پارازایلن به ترفتالیک اسید دشوار است. از این رو شیمی دان ها در پی یافتن شرایطی آسان تر برای انجام این واکنش با بازده بالا هستند. آنها با پژوهش های فراوان دریافتند که استفاده از اکسیژن هوا و کاتالیزگرهای مناسب می تواند راهگشا باشد. البته پژوهش ها برای یافتن واکنشی پربازده و با صرفه اقتصادی همچنان ادامه دارد.

ویژگی پلاستیک ها:

1- چگالی کم

 2- نفوذناپذیری نسبت به هوا و آب

3- ارزان بودن 

 4- مقاومت در برابر خوردگی

5- زیست تخریب ناپذیر

متوسط – آزمون کانون قلم چی 1400

متوسط – آزمون کانون قلم چی 1400

سخت – آزمون کانون قلم چی 1400

متوسط – کنکور سراسری ریاضی 1400

متوسط - سوال طراحی

دوستان عزیز می توانید برای دسترسی به نسخه کامل خلاصه نکات به همراه پاسخ، فایل پی دی اف زیر را دانلود کنید.

فراموش نکنید اگر سوالی در رابطه با این مبحث داشتید می توانید به راحتی در کامنت ها سوال خود را برای ما بنویسید.

دوستان عزیزم؛ برای ارتباط با رتبه برترها صفحه اینستاگرام زیر رو دنبال کنید.

با آرزوی موفقیت و کامیابی