سوال ۹۳ · شیمی
کنکور تجربی ۱۴۰۵ · سوال ۹۳ · کلید رسمی سازمان سنجش
شیمی · شیمی ۲ · فصل ۳: پوشاک، نیازی پایان ناپذیر
کدام موارد درست است؟
الف ـ مو و ناخن، نمونه‌هایی از پلی‌آمیدها هستند که به‌دلیل ماندگاری زیاد، زیست‌تخریب‌ناپذیرند.
ب ـ پلیمرهای ساختگی برخلاف پلیمرهای طبیعی، تنها از اتصال اتم‌های کربن به یکدیگر تشکیل شده‌اند.
ج ـ نشاسته، زیست‌تخریب‌پذیر است و در محیط گرم و مرطوب به مونومرهایی با ساختار حلقوی تبدیل می‌شود.
د ـ فرمول مولکولی مونومر(های) سازندهٔ پلی‌وینیل کلرید، مشابه فرمول مولکولی واحد تکرارشونده در زنجیرهٔ پلیمری آن است.
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۴ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
برای پاسخ، هر عبارت را جداگانه بررسی می‌کنیم.
الف ـ نادرست است. مو و ناخن از پروتئین کراتین ساخته شده‌اند؛ پروتئین‌ها به‌دلیل داشتن پیوندهای آمیدی، پلی‌آمیدهای طبیعی به شمار می‌روند. اما از ماندگاری زیاد آن‌ها نمی‌توان زیست‌تخریب‌ناپذیری را نتیجه گرفت. این مواد قابلیت تجزیۀ زیستی دارند، هرچند این فرایند می‌تواند کند باشد. کتاب نیز تأکید می‌کند که آبکافت پلی‌آمیدها معمولاً کند است؛ پس باید میان «کند تجزیه شدن» و «تجزیه‌ناپذیر بودن» تفاوت گذاشت (شیمی ۲، صفحهٔ ۱۲۰).
ب ـ نادرست است. ساختگی بودن یک پلیمر به معنای کربنی بودن تمام اتم‌های زنجیر آن نیست. برای مثال، پلی‌لاکتیک اسید یک پلیمر ساختگی است که واحد تکرارشوندۀ آن به‌صورت نمایش داده می‌شود؛ بنابراین در مسیر زنجیر اصلی آن، اکسیژن نیز وجود دارد (شیمی ۲، صفحه‌های ۱۲۰–۱۲۱). حتی پلیمرهای دارای زنجیر اصلی کربنی نیز لزوماً فقط از عنصر کربن ساخته نشده‌اند؛ برای نمونه، پلی‌اتن دارای کربن و هیدروژن است (شیمی ۲، صفحه‌های ۱۰۴–۱۰۵).
ج ـ درست است. نشاسته یک پلیمر طبیعی و زیست‌تخریب‌پذیر است. مونومر سازندۀ آن گلوکز است که در ساختار مورد بحث کتاب، به‌شکل حلقوی نشان داده می‌شود. در محیط گرم و مرطوب و با فعالیت عوامل زیستی، پیوندهای میان واحدهای سازندۀ نشاسته آبکافت می‌شوند و در نهایت گلوکز به دست می‌آید. این ویژگی با تعریف زیست‌تخریب‌پذیری، یعنی تبدیل مواد به مواد ساده‌تر به کمک باکتری‌ها، سازگار است (شیمی ۲، واژه‌نامه، صفحه‌های ۱۲۴–۱۲۶، مدخل «زیست‌تخریب‌پذیر»).
د ـ درست است. مونومر پلی‌وینیل کلرید، وینیل کلرید با ساختار است. در بسپارش افزایشی، پیوند دوگانه به پیوند یگانه تبدیل می‌شود و مونومرها به یکدیگر متصل می‌شوند؛ بدون آنکه مولکول کوچکی از آن‌ها جدا شود. این همان الگوی اتصال مونومرهای دارای پیوند دوگانه است که کتاب برای پلی‌اتن توضیح می‌دهد (شیمی ۲، صفحه‌های ۱۰۴–۱۰۵):
فرمول مولکولی مونومر است و ترکیب اتمی واحد تکرارشونده نیز است. بنابراین نوع و تعداد اتم‌های آن‌ها یکسان، ولی نحوۀ پیوند وینیل کلرید آزاد با واحد قرارگرفته در زنجیر متفاوت است. توجه کنیم که این مقایسه مربوط به یک واحد تکرارشونده است، نه کل مولکول پلیمر.
پس عبارت‌های «ج» و «د» درست‌اند.
پاسخ: گزینهٔ ۴
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۱: این گزینه از یکسان دانستنِ ماندگاری زیاد با زیست‌تخریب‌ناپذیری و تعمیم ساختار پلی‌اتن به همۀ پلیمرهای ساختگی ناشی می‌شود. درحالی‌که مو و ناخن تجزیه‌پذیرند و برخی پلیمرهای ساختگی، مانند پلی‌استرها، در زنجیر خود اتم اکسیژن نیز دارند.
- گزینهٔ ۲: ممکن است با تشخیص درستی عبارت «د»، عبارت «الف» نیز به‌دلیل مقاومت مو و ناخن درست تلقی شود. اما کند بودن تجزیه به معنای زیست‌تخریب‌ناپذیری نیست؛ بنابراین «الف» نادرست است.
- گزینهٔ ۳: ممکن است با توجه به زنجیر کربنی پلی‌اتن و پلی‌وینیل کلرید، عبارت «ب» به همۀ پلیمرهای ساختگی تعمیم داده شود. وجود اکسیژن در زنجیر پلیمرهای ساختگی‌ای مانند پلی‌لاکتیک اسید، این تعمیم را رد می‌کند.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- مفهوم زیست‌تخریب‌پذیری، تفاوت آن با سرعت تجزیه و تفاوت «مونومر» با «واحد تکرارشونده» را از فصل پوشاک مرور کن.
- برای بررسی عبارت‌های کلی، دنبال مثال نقض باش: آیا در زنجیر پلی‌استرهای ساختگی فقط اتم‌های کربن وجود دارند؟ همچنین ماندگاری طولانی را با تجزیه‌ناپذیری یکی نگیر.
- برای دو عبارت پایانی، ساختار مونومر نشاسته را به یاد بیاور و ساختار وینیل کلرید را پیش و پس از باز شدن پیوند دوگانه رسم کن؛ سپس تعداد اتم‌های هر عنصر را مقایسه کن.