题目
说明竞聚率r1、r2的定义,指明理想共聚、交替共聚、恒比共聚时竞聚率数值的特征。
说明竞聚率r1、r2的定义,指明理想共聚、交替共聚、恒比共聚时竞聚率数值的特征。
题目解答
答案
答:r1=k11/k12,即链自由基M1·与单体M1的反应能力和它与单体M2的反应能力之比,或两单体M1、M2与链自由基M1·反应时的相对活性。R2=k22/k21,即链自由基M2·与单体M2的反应能力和它与单体M2的反应能力之比,或两单体M1、M2与链自由基M2·反应时的相对活性。理想共聚时r1r2=1,交替共聚时r1=r2=0、恒比共聚时r1=r2=1。
解析
本题考查的是竞聚率的定义以及不同共聚类型下竞聚率数值的特征。解题思路是先明确竞聚率的定义,再分别分析理想共聚、交替共聚、恒比共聚这三种共聚类型的特点,从而得出对应竞聚率数值的特征。
竞聚率的定义
在自由基共聚反应中,链自由基与不同单体的反应活性不同。竞聚率是用来衡量链自由基与不同单体反应活性相对大小的参数。
设链自由基$M_1\cdot$与单体$M_1$反应的速率常数为$k_{11}$,与单体$M_2$反应的速率常数为$k_{12}$,则竞聚率$r_1$定义为:
$r_1 = \frac{k_{11}}{k_{12}}$
它表示链自由基$M_1\cdot$与单体$M_1$的反应能力和它与单体$M_2$的反应能力之比,也可以理解为两单体$M_1$、$M_2$与链自由基$M_1\cdot$反应时的相对活性。
同理,设链自由基$M_2\cdot$与单体$M_2$反应的速率常数为$k_{22}$,与单体$M_1$反应的速率常数为$k_{21}$,则竞聚率$r_2$定义为:
$r_2 = \frac{k_{22}}{k_{21}}$
它表示链自由基$M_2\cdot$与单体$M_2$的反应能力和它与单体$M_1$的反应能力之比,也可以理解为两单体$M_1$、$M_2$与链自由基$M_2\cdot$反应时的相对活性。
不同共聚类型下竞聚率数值的特征
- 理想共聚:
理想共聚是指两种链自由基对两种单体的反应活性没有选择性,即$k_{11}k_{22}=k_{12}k_{21}$。
将竞聚率的定义式$r_1 = \frac{k_{11}}{k_{12}}$和$r_2 = \frac{k_{22}}{k_{21}}$相乘可得:
$r_1r_2=\frac{k_{11}}{k_{12}}\times\frac{k_{22}}{k_{21}}=\frac{k_{11}k_{22}}{k_{12}k_{21}} = 1$ - 交替共聚:
交替共聚是指两种链自由基都优先与异种单体反应,即$k_{11}=k_{22}=0$。
根据竞聚率的定义式可得:
$r_1 = \frac{k_{11}}{k_{12}} = 0$
$r_2 = \frac{k_{22}}{k_{21}} = 0$ - 恒比共聚:
恒比共聚是指在某一单体组成下,共聚物的组成与单体的组成相同,此时对应的单体组成称为恒比点。
在恒比点处,两种链自由基与两种单体的反应活性相同,即$k_{11}=k_{12}$,$k_{22}=k_{21}$。
根据竞聚率的定义式可得:
$r_1 = \frac{k_{11}}{k_{12}} = 1$
$r_2 = \frac{k_{22}}{k_{21}} = 1$