سوال ۲۶۱ شیمی کنکور تجربی ۱۳۹۸ با پاسخ تشریحی

گام اول ـ شناسایی نوع پلیمر و بازسازی مونومرها:
در زنجیر پلیمر، گروه $\mathrm{-CO-NH-}$ تکرار شده است؛ بنابراین پلیمر از نوع پلی‌آمید است. طبق واکنش تشکیل پلی‌آمید، گروه کربوکسیلِ دی‌اسید با گروه آمینِ دی‌آمین واکنش می‌دهد و همراه با تشکیل پیوند آمیدی، آب جدا می‌شود (شیمی ۲، صفحهٔ ۱۱۶–۱۱۷).

برای بازگشت از ساختار پلیمر به مونومرها، پیوند میان کربن کربونیل و نیتروژن را در نظر می‌گیریم: به بخش کربونیل، $\mathrm{-OH}$ و به نیتروژن، $\mathrm{H}$ اضافه می‌کنیم. در نتیجه، دو مونومر عبارت‌اند از:

دی‌اسید: $\mathrm{HOOC-C_6H_4-COOH}$

دی‌آمین: $\mathrm{H_2N-C_6H_4-NH_2}$

در هر دو مونومر، دو گروه در موقعیت پارا قرار دارند. چون دو هیدروژن بنزن با این گروه‌ها جایگزین شده‌اند، بخش حلقه در هرکدام $\mathrm{C_6H_4}$ است.

گام دوم ـ محاسبهٔ جرم مولی دی‌اسید:
با افزودن اتم‌های دو گروه کربوکسیل به اتم‌های حلقه، فرمول مولکولی دی‌اسید برابر $\mathrm{C_8H_6O_4}$ می‌شود. پس:

$M_{\text{دی‌اسید}}=8(12)+6(1)+4(16)=166\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$

گام سوم ـ محاسبهٔ جرم مولی دی‌آمین:
دو گروه $\mathrm{-NH_2}$ در مجموع چهار هیدروژن و دو نیتروژن دارند؛ بنابراین فرمول مولکولی دی‌آمین $\mathrm{C_6H_8N_2}$ است:

$M_{\text{دی‌آمین}}=6(12)+8(1)+2(14)=108\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$

گام چهارم ـ محاسبهٔ تفاوت جرم مولی:

$\Delta M=166-108=58\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$

دقت کنید که باید جرم مولی مونومرهای اولیه را مقایسه کنیم، نه جرم بخش‌های باقی‌ماندهٔ آن‌ها در زنجیر پلیمر. همچنین واحد دقیق اختلاف جرم مولی، $\mathrm{g\,mol^{-1}}$ است.

پاسخ: گزینهٔ ۲