问答题 甲基丙烯酸甲酯分别在苯、四氢呋喃、硝基苯中以萘钠引发聚合,试问哪一种溶液中聚合速率最大?为什么?
【正确答案】手册中可查得这三种物质的介电常数和电子给予指数(见下表)。

物质

 

介电常数

 

电子给予指数

 

 

2.2

 

 

四氢呋喃

 

7.6

 

20

 

硝基苯

 

34.6

 

4.4

 


   采用极性(介电常数小)的溶剂,离子对不易电离,且不易使反离子溶剂化,因此kp很小;而电子给予指数小的,溶剂化能力小,离子对离解困难,故综合来看,在四氢呋喃溶液中聚合速率最大。
   分析:溶剂化能力可以从以下三个方面分析:①溶质(高分子)的溶解过程就是溶剂包围溶质的过程,这个过程溶质需要做功,所做功的大小与溶质的表面积呈正比。对于相同的溶质、不同的溶剂体系,溶质的表面积是相同的,因而溶解过程所做功也相同。②溶剂的介电常数反映溶剂极化溶质能力。溶剂的介电常数大,溶剂的极性就强,其可提供的电场也 大,与反离子的静电相互作用也强。这是一种长程作用。③溶剂电子给予指数反映了溶剂给电子能力,包括络合作用、氢键等,是一种短程作用。
   定性分析:短程作用较长程作用来得强,即溶剂的电子给予指数较溶剂的介电常数对反应速率的影响大。所以,甲基丙烯酸甲酯在四氢呋喃中用萘钠引发聚合时的聚合速率比在硝基苯的聚合速率大。
【答案解析】