Bir öğrenci laboratuvarda stiren monomerlerinin polimerleşme reaksiyonunu inceliyor. Bu reaksiyon için aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
A) Ekzotermik bir reaksiyondur
B) Monomer sayısı artarken molekül ağırlığı azalır
C) Reaksiyon sırasında monomerler arasında iyonik bağ oluşur
D) Polimer zincirleri arasında hidrojen bağları bulunur
Merhaba sevgili öğrenciler!
Stiren monomerlerinin polimerleşme reaksiyonuyla ilgili bu soruyu adım adım inceleyelim. Her bir seçeneği değerlendirerek doğru cevaba ulaşalım.
- A) Ekzotermik bir reaksiyondur
- Polimerleşme reaksiyonları, özellikle stiren gibi doymamış monomerlerin katılım polimerleşmesi, genellikle ekzotermiktir.
- Ekzotermik reaksiyonlar, çevreye ısı veren reaksiyonlardır. Bu durum, yeni kovalent bağların (monomerler arasında oluşan C-C tekli bağlar) oluşumu sırasında açığa çıkan enerjinin, monomerdeki $\pi$ (pi) bağının kırılması için gereken enerjiden daha fazla olmasından kaynaklanır.
- Enerji açığa çıktığı için reaksiyon ortamı ısınır. Bu nedenle, endüstriyel polimerleşme süreçlerinde sıcaklık kontrolü büyük önem taşır. Bu ifade doğrudur.
- B) Monomer sayısı artarken molekül ağırlığı azalır
- Bu ifade yanlıştır. Polimerleşme reaksiyonunda monomerler (küçük moleküller) birbirine eklenerek çok daha uzun ve büyük polimer zincirleri oluşturur.
- Reaksiyon ilerledikçe, sistemdeki serbest monomer sayısı azalır, çünkü monomerler polimer zincirlerine katılır. Ancak, oluşan polimer zincirlerinin molekül ağırlığı artar.
- Dolayısıyla, polimerleşme ilerledikçe ortalama molekül ağırlığı artar, azalmaz.
- C) Reaksiyon sırasında monomerler arasında iyonik bağ oluşur
- Bu ifade yanlıştır. Stiren polimerleşmesi, genellikle serbest radikal mekanizmasıyla ilerleyen bir katılım polimerleşmesidir.
- Bu mekanizmada, monomerler arasındaki çift bağlar açılarak yeni kovalent bağlar (C-C tekli bağlar) oluşur. Kovalent bağlar, atomlar arasında elektron paylaşımıyla oluşur.
- İyonik bağlar ise elektron transferiyle oluşan ve genellikle metal-ametal atomları arasında görülen bağlardır. Stiren polimerleşmesinde iyonik bağ oluşumu söz konusu değildir.
- D) Polimer zincirleri arasında hidrojen bağları bulunur
- Bu ifade yanlıştır. Polistiren (stirenin polimeri) sadece karbon ve hidrojenden oluşan apolar bir polimerdir.
- Hidrojen bağları, hidrojen atomunun yüksek elektronegatifliğe sahip (Oksijen, Azot, Flor gibi) bir atoma doğrudan bağlı olduğu durumlarda oluşur (örneğin -OH, -NH grupları).
- Polistiren zincirlerinde bu tür elektronegatif atomlar bulunmadığı için zincirler arasında hidrojen bağı oluşmaz. Polistiren zincirleri arasındaki temel etkileşim kuvvetleri Van der Waals kuvvetleri (özellikle London dağılım kuvvetleri) ve $\pi-\pi$ istifleme etkileşimleridir.
Yukarıdaki açıklamalar ışığında, doğru ifade A seçeneğidir.
Cevap A seçeneğidir.
