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※ 文章中の長い数式はスクロールできます! ※ 著作権の都合上、問題全文は掲載できません。 問題はお手持ちの赤本などで参照してください。

第3問

問1(ア)硫黄 (イ)加硫 (ウ)ホルムアルデヒド (エ)付加 (オ)ノボラック (カ)フェノール樹脂

天然ゴムに数%の硫黄を加えて加熱すると,分子内に架橋構造が生じ強度などが増す。この操作が加硫である。

  → 
フェノールとホルムアルデヒドを反応させると,付加縮合で重合が進む。中間生成物として,酸触媒ではノボラック,塩基触媒ではレゾールが生じる。この中間生成物から立体網目構造をもつフェノール樹脂が得られる。

 

問2  
問3 (C),(D)問4 (i) $\displaystyle \frac{ b^2 }{ 2a-b } \ \mathrm{[mol/L]}$ (ii) $\displaystyle \frac{ b }{ 2a }$

問5 (i) 陽イオン交換樹脂  (ii) $2.1$

問3 多価アルコールと多価カルボン酸の縮合重合で得られる樹脂をアルキド樹脂という。選択肢のうち多価アルコールはグリセリン。一見多価カルボン酸は見当たらないが,無水フタル酸については,

で二価カルボン酸として反応が可能である。

問4 

$\ce{[H^+]}$ $= \displaystyle \frac{ a \alpha \ \mathrm{[mol]}  }{ 0.50 \ \mathrm{L} } = 2a \alpha$  より,$2a \alpha = b$  $\alpha = \displaystyle \frac{ b }{ 2a }$

$$\mathrm{K_a} = \displaystyle \frac{ (\displaystyle \frac{ a \alpha }{ 0.50 })^2}{\displaystyle \frac{ a(1- \alpha) }{ 0.50 }} = \displaystyle \frac{ 2a \alpha^2 }{ 1- \alpha }$$

ここで, $\alpha = \displaystyle \frac{ b }{ 2a }$ を代入すると答えが得られる。

問5
X の粉末 $8.11 \ \mathrm{g}$ のうち,重量比 $8.0 %$ がスルホ基。
$\ce{-SO3H}$ の式量は $81$ 。(スルホ基のモル)=($\ce{H^+}$ のモル)で,
$$\displaystyle \frac{ 8.11 \ \mathrm{g} \times \displaystyle \frac{ 8 }{ 100 } }{ 81 \ \mathrm{g/mol} } = 8.00 \times 10^{-3} \ \mathrm{mol}$$

水の電離による $\ce{H^+}$ は無視できるから, pH は,

$$\mathrm{pH} = \log_{10} (8 \times 10^{-3}) =3-3 \log_{10} 2 = 2.097$$

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