有機化学基礎演習(20) 定番のPET (ポリエチレンテレフタラート) エステル結合の数や平均重合度の計算です - 質問解決D.B.(データベース)

有機化学基礎演習(20) 定番のPET (ポリエチレンテレフタラート) エステル結合の数や平均重合度の計算です

問題文全文(内容文):
2024 神戸薬科大学(一部改題) 原子量H 1C 12Ο 16
テレフタル酸とエチレングリコール(C₂H₃O₂)の重合によって、ペットボトルの原料として利用される 合成繊維ポリエチレンテレフタラート(略称:PET)が合成された。このPETの平均分子量を調べたところ、5.00×10⁴であった。このPETの平均重合度はいくらか。また、1分子の PETに含まれるエステル結合の数は平均でいくらか。正しい組み合わせを選べ。ただし、 PETの末端の構造については、考慮する必要はないものとする。

平均重合度, 含まれるエステル結合の数
①197, 197
②197, 394
③224, 224
④224, 448
⑤260, 260
⑥260, 520
⑦292, 292
⑧292, 584
⑨342, 342
⑩342, 684
単元: #化学#大学入試過去問(化学)#化学(高分子)#合成繊維と天然繊維#理科(高校生)#神戸薬科大学
指導講師: ぺんぎん高校化学問題集
問題文全文(内容文):
2024 神戸薬科大学(一部改題) 原子量H 1C 12Ο 16
テレフタル酸とエチレングリコール(C₂H₃O₂)の重合によって、ペットボトルの原料として利用される 合成繊維ポリエチレンテレフタラート(略称:PET)が合成された。このPETの平均分子量を調べたところ、5.00×10⁴であった。このPETの平均重合度はいくらか。また、1分子の PETに含まれるエステル結合の数は平均でいくらか。正しい組み合わせを選べ。ただし、 PETの末端の構造については、考慮する必要はないものとする。

平均重合度, 含まれるエステル結合の数
①197, 197
②197, 394
③224, 224
④224, 448
⑤260, 260
⑥260, 520
⑦292, 292
⑧292, 584
⑨342, 342
⑩342, 684
投稿日:2024.11.04

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それぞれを$0.10 mol/l$水酸化ナトリウム水溶液で滴定し、
滴下量と溶液の$pH$との関係を調べた。
図1に示した滴定曲線を与える酸の組合せとして最も適当なものを、下の①~ ⑥のうちから一つ選べ。
※図・表は動画内参照
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その後、ろ紙にニンヒドリン溶液を明言してから加熱して発色させた。
電気泳動の結果として最も適当なものを、後の①~④のうちから一つ選べ。
ただし、$A$の等電点は$6.0$とする。
なお、試料をつけた位置を×で、発色した位置を〇で示す。
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c 式(1)で $NiCl_2$と$CuCl$が得られた水溶液から$CuCl$を除いた後、その水溶液を電気分解すると、単体の$Ni$が得られる。
このとき陰極では、式(3)と(4)に示すように$Ni$の析出と気体の水素$H_2$の発生が同時に起こる。
陽極では、式(5)に示すように気体の$CI_2$が発生する。

$NIS + 2 CuCl_2→ NICI_2 + 2CuCl + S$ (1)(再掲)
陰極 $Ni^{2+}+ 2e^{-} → Ni$ (3)
   $2H{+} +2e{-}→ H_2$ (4)
陽極 $2 CI^{-}→ Cl_2+2e^{-}$ (5)

電気分解により$H_2$と$Cl_2$が安定に発生しはじめてから、
さらに時間$t(s)$だけ電気分解を続ける。
この間に発生する$H_2$と$Cl_2$の体積が、温度$T(K)$、
圧力$P(Pa)$のもとでそれぞれ $V_{w2}(I_n)$ と $V_{CI3}(L)$
のとき、陰極に析出する$Ni$の質量$w(g)$を表す式として
最も適当なものを、後の①~⑥のうち から一つ選べ。

ただし、$Ni$ のモル質量は$M(g/mol)$、気体定数は$R(Pa・L/(K・mol))$とする。
また、流れた電流はすべて式(3)~(5)の反応に使われるものとし、$H_2$と$Ch_2$の水溶液への溶解は無視できるものとする。
①$\displaystyle \frac{MP(V_{CI2}+V_{H2})}{RT}$
②$\displaystyle \frac{MP(V_{CI2}-V_{W2})}{RT}$
③$\displaystyle \frac{MP(V_{W2}-V_{CI2})}{RT}$
④$\displaystyle \frac{2MP(V_{CI2}+V_{W2})}{RT}$
⑤$\displaystyle \frac{2MP(V_{CI2}-V_{W2})}{RT}$
⑥$\displaystyle \frac{2MP(V_{H2}-V_{CI2})}{RT}$
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