03_پوشاک، نیازی پایان ناپذیر (علوم تجربی)

پاسخنامه‌ی تحلیلی

«پلی‌استر» درست است زیرا الیاف ساختگی از واکنش‌های شیمیایی در صنعت پتروشیمی تولید می‌شوند. «پشم» نادرست است چون منشأ جانوری (طبیعی) دارد. «ابریشم» نادرست است چون منشأ جانوری (طبیعی) دارد. «کتان» نادرست است چون منشأ گیاهی (طبیعی) دارد. تلهٔ تستی: معیار تفکیک الیاف طبیعی از ساختگی، منشأ تولید (طبیعت در برابر واکنش پتروشیمیایی) است، نه شکل ظاهری یا کاربرد پارچه.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

«تفاوت در نوع پیوند گلیکوزیدی» درست است زیرا نشاسته پیوند $\alpha$-گلیکوزیدی و سلولز پیوند $\beta$-گلیکوزیدی دارد؛ همین تفاوت، خواص و قابلیت هضم آن‌ها را کاملاً متفاوت می‌کند. «تفاوت در نوع اتم‌های سازنده» نادرست است چون هر دو پلیمر فقط از کربن، هیدروژن و اکسیژن ساخته شده‌اند. «یونی بودن نشاسته و کووالانسی بودن سلولز» نادرست است چون هر دو ترکیب کووالانسی‌اند. «وجود نیتروژن در سلولز و نبود آن در نشاسته» نادرست است چون هیچ‌کدام نیتروژن ندارند. تلهٔ تستی: نشاسته و سلولز هر دو دقیقاً از واحدهای گلوکز با فرمول یکسان ساخته شده‌اند؛ تنها تفاوتشان نوع پیوند گلیکوزیدی ($\alpha$ در برابر $\beta$) است، نه نوع اتم یا نوع پیوند شیمیایی کلی.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

«در انسان به‌طور معمول هضم نمی‌شود.» درست است زیرا آنزیم‌های گوارشی انسان قادر به شکستن پیوند $\beta$-گلیکوزیدی سلولز نیستند؛ به همین دلیل سلولز به‌صورت فیبر غذایی عمل می‌کند. «پلیمری از اسیدهای آمینه است.» نادرست است چون سلولز پلیمر گلوکز است، نه اسیدهای آمینه (این ویژگی مربوط به پروتئین است). «به‌علت داشتن پیوند $\alpha$-گلیکوزیدی شیرین است.» نادرست است چون سلولز پیوند $\beta$-گلیکوزیدی دارد و شیرین نیست. «جرم مولی آن از آب کمتر است.» نادرست است چون جرم مولی سلولز (حدود $487000\,\text{g·mol}^{-1}$) بسیار بیشتر از آب ($18.02\,\text{g·mol}^{-1}$) است. تلهٔ تستی: نوع پیوند گلیکوزیدی سلولز $\beta$ است نه $\alpha$؛ این جابه‌جایی رایج‌ترین اشتباه در مقایسهٔ سلولز و نشاسته است.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

«مولکول کوچک سازنده پلیمر» درست است؛ این دقیقاً تعریف مونومر (تک‌پار) است. «واحد تکرارشونده در وسط زنجیر پلیمر» نادرست است چون واحد تکرارشونده مفهومی جداگانه از مونومر است و در طول کل زنجیر تکرار می‌شود، نه فقط در وسط آن. «هر ماده‌ای با جرم مولی بالا» نادرست است چون این تعریف مربوط به درشت‌مولکول است، نه مونومر (که برعکس، مولکولی کوچک است). «هر مولکول دارای پیوند دوگانه» نادرست است چون این ویژگی فقط شرط مونومرهای پلیمری‌شدن افزایشی است، نه تعریف کلی مونومر. تلهٔ تستی: «مونومر» و «واحد تکرارشونده» دو مفهوم مرتبط اما متفاوت‌اند؛ مونومر پیش از واکنش و واحد تکرارشونده پس از واکنش در ساختار پلیمر دیده می‌شود.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

«همیشه فرمول مولکولی دقیق و یکتایی دارند.» نادرست است و پاسخ صحیح این سؤال است؛ به‌دلیل نامشخص‌بودن تعداد دقیق مونومرهای متصل‌شونده، برای پلیمرها معمولاً نمی‌توان فرمول مولکولی دقیق و یکتا نوشت و از نمایش کلی $(\text{واحد})_n$ استفاده می‌شود. «از اتصال تعداد زیادی مونومر ساخته می‌شوند.» درست است. «معمولاً جرم مولی بسیار بزرگی دارند.» درست است. «ممکن است طبیعی یا ساختگی باشند.» درست است (مانند سلولز طبیعی در برابر پلی‌اتن ساختگی). تلهٔ تستی: نبود قاعدهٔ ثابت برای تعداد مونومرهای متصل‌شونده، دقیقاً همان دلیلی است که فرمول مولکولی دقیق و یکتا برای پلیمرها را غیرممکن می‌کند؛ این دو نکته مستقیماً به هم مرتبطند.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

«هیدروکربنی سیرشده و بدون پیوند دوگانه است.» درست است زیرا در پلیمری‌شدن پلی‌اتن، پیوند دوگانهٔ اتن شکسته می‌شود و زنجیر نهایی فقط از پیوندهای یگانهٔ $\text{C-C}$ و $\text{C-H}$ تشکیل می‌شود. «در هر واحد تکرارشونده یک پیوند دوگانه دارد.» نادرست است چون واحد تکرارشوندهٔ پلی‌اتن فاقد پیوند دوگانه است. «به دلیل داشتن $\text{C=C}$ سیرنشده است.» نادرست است چون پلی‌اتن اصلاً پیوند دوگانه ندارد. «دارای گروه عاملی استر در زنجیر است.» نادرست است چون پلی‌اتن هیچ گروه عاملی استری ندارد؛ این ویژگی مربوط به پلی‌استرهاست. تلهٔ تستی: پیوند دوگانهٔ مونومر (اتن) در حین پلیمری‌شدن افزایشی از بین می‌رود؛ تصور باقی‌ماندن آن در پلیمر نهایی، اشتباه رایجی است.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

«زنجیر شاخه‌دار و انعطاف‌پذیری بیشتر» درست است زیرا شاخه‌های فرعی LDPE از فشرده‌شدن زنجیرها جلوگیری می‌کنند و ماده‌ای سبک‌تر، نرم‌تر و انعطاف‌پذیرتر پدید می‌آورند. «زنجیر بدون شاخه و استحکام بیشتر» نادرست است چون این ویژگی مشخصهٔ HDPE است، نه LDPE. «چگالی بیشتر و سختی بالاتر» نادرست است چون LDPE چگالی کمتر ($0.92$ در برابر $0.97$ برای HDPE) و سختی کمتری دارد. «کدری بیشتر و کاربرد در لوله‌های سخت» نادرست است چون LDPE شفاف است و در کیسه و فیلم پلاستیکی به‌کار می‌رود، نه لولهٔ سخت. تلهٔ تستی: زنجیر شاخه‌دار (LDPE) همواره با چگالی کمتر، انعطاف‌پذیری بیشتر و شفافیت بیشتر همراه است؛ زنجیر بدون شاخه (HDPE) برعکس این ویژگی‌ها را دارد.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

«$\text{CF}_2{=}\text{CF}_2$» درست است زیرا تفلون از پلیمری‌شدن افزایشی تترافلوئورواتن به دست می‌آید و واحد تکرارشوندهٔ آن $-(\text{CF}_2-\text{CF}_2)-$ است. «$\text{CH}_2{=}\text{CHCl}$» نادرست است چون این مونومر PVC است. «$\text{CH}_2{=}\text{CH}_2$» نادرست است چون این مونومر پلی‌اتن است. «$\text{CH}_2{=}\text{CHC}_6\text{H}_5$» نادرست است چون این مونومر پلی‌استیرن است. تلهٔ تستی: هر پلیمر افزایشی مونومر اختصاصی خود را دارد؛ اشتباه‌گرفتن تفلون با سایر پلیمرهای هالوژن‌دار مانند PVC رایج است، در حالی که تفلون کاملاً فلوئوردار است.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

«$\text{CH}_2{=}\text{CHCl}$» درست است زیرا PVC از پلیمری‌شدن وینیل‌کلرید ساخته می‌شود و در کاربردهایی مانند لوله، سرنگ و کیسهٔ خون به‌کار می‌رود. «$\text{CH}_2{=}\text{CH}_2$» نادرست است چون این مونومر پلی‌اتن است. «$\text{CH}_2{=}\text{CHCH}_3$» نادرست است چون این مونومر پلی‌پروپن است. «$\text{CH}_2{=}\text{CHOCOCH}_3$» نادرست است چون این مونومر پلی‌وینیل‌استات است. تلهٔ تستی: وینیل‌کلرید ($\text{CH}_2{=}\text{CHCl}$) و وینیل‌استات ($\text{CH}_2{=}\text{CHOCOCH}_3$) هر دو با پیشوند «وینیل» می‌آیند؛ باید دقت کرد کدام‌یک به PVC و کدام‌یک به پلی‌وینیل‌استات می‌انجامد.

پاسخنامه‌ی تحلیلی

«$\text{CH}_2{=}\text{CHCH}_3$» درست است زیرا مونومر پلی‌پروپن، پروپن است؛ وجود پیوند دوگانه در پروپن امکان پلیمری‌شدن افزایشی را فراهم می‌کند. «$\text{CH}_2{=}\text{CHC}_6\text{H}_5$» نادرست است چون این مونومر پلی‌استیرن است. «$\text{CH}_2{=}\text{CH}_2$» نادرست است چون این مونومر پلی‌اتن است. «$\text{CF}_2{=}\text{CF}_2$» نادرست است چون این مونومر تفلون است. تلهٔ تستی: نام هر پلیمر افزایشی معمولاً پیشوند «پلی» به‌همراه نام مونومر خودش است؛ پلی‌پروپن دقیقاً از پروپن ساخته می‌شود، نه از سایر آلکن‌ها.