Широко используемая в быту посуда с антипригарным покрытием производится путём нанесения на поверхность посуды специального вещества — тефлона, получающегося путём полимеризации соединения, в котором массовые доли углерода и фтора соответственно равны 24,02 и 75,98 %. Относительная плотность паров этого мономера по воздуху равна 3,448. Установите формулу мономера и приведите уравнение его полимеризации.
от

1 Ответ

дано:  
массовая доля углерода (C) = 24,02 %  
массовая доля фтора (F) = 75,98 %  
относительная плотность паров мономера по воздуху = 3,448  

найти:  
формула мономера и уравнение его полимеризации  

решение:  
1. Определим количество граммов каждого элемента в 100 г вещества:  
m(C) = 24,02 г  
m(F) = 75,98 г  

2. Теперь найдем количество молей каждого элемента:  
n(C) = m(C) / M(C), где M(C) = 12 г/моль,  
n(C) = 24,02 г / 12 г/моль ≈ 2,002 моль.

n(F) = m(F) / M(F), где M(F) = 19 г/моль,  
n(F) = 75,98 г / 19 г/моль ≈ 4,000 моль.

3. Находим соотношение количества молей элементов:  
C : F = 2,002 : 4,000, что можно упростить до 1 : 2.  

4. Следовательно, эмпирическая формула мономера:  
CF2.  

5. Теперь определим молярную массу мономера:  
M(CF2) = M(C) + 2 * M(F) = 12 г/моль + 2 * 19 г/моль = 50 г/моль.  

6. Учитывая относительную плотность паров мономера по воздуху равную 3,448, мы можем сравнить с воздухом (M(воздух) ≈ 29 г/моль):  
P = M(пар) / M(воздух),  
где P = 3,448.  

7. Найдем молярную массу мономера:  
M(пар) = P * M(воздух) = 3,448 * 29 г/моль ≈ 100,00 г/моль.  

8. Поскольку рассчитанная молярная масса (50 г/моль) отличается от полученной исходя из относительной плотности, возможно, полимерная структура образует более сложное соединение. Вполне вероятно, что мономер имеет структуру CnF2n+2.

9. Рассмотрим возможный мономер, например, тетрафторэтилен (C2F4).

10. Уравнение полимеризации для тетрафторэтилена:  
n (C2F4) → (C2F4)n.  

ответ:  
Формула мономера — C2F4. Уравнение его полимеризации: n (C2F4) → (C2F4)n.
от