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３ 高分子生活と人間生活ｈ 【機能性高分子化合物】 吸水性高分子 アクリル酸塩CH2=CH-COONaの重合体で三次構造（網目構造）となる。吸水により，-COONaが電離すると，-COO－間で反発し網目が拡大し，そのすきまに水が入り込む。衛生用品，農業用材として使われる。 |
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導電性高分子 ポリアセチレン[－CH＝CH－]nとヨウ素I2から，金属に近い電導性をもつ高分子化合物がつくられる。タッチパネルやコンデンサーへの利用が進んでいる。 イオン交換樹脂 分子中に電離できる基をもたせ，水溶液中のイオンをH＋やOH－に交換する機能を持った樹脂をイオン交換樹脂という。 分子中にカルボキシ基－COOHやスルホ基－SO3Hなどの酸性基を多く持った樹脂〔 陽イオン交換樹脂 〕といい，溶液中の陽イオンをH＋に交換する。代表的なものにスチレンC6H5-CH=CH2とp-ジビニルベンゼンCH2=CH-C6H4-CH=CH2の共重合体をスルホン化したものがある。 |
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Na＋（溶液に多量に存在）とH＋（樹脂に多量に存在）は濃度に偏りがあるので，拡散するために入れ替わる。そのため，濃い塩酸などを通すと逆反応がおこり，樹脂が再生する。 分子中に，水酸化トリメチルアンモニウム-CH2-N＋(CH3)3OH－などの塩基性基を多く持つ樹脂は〔 陰イオン交換樹脂 〕といい，溶液中の陰イオンをOH－に交換する。 |
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生物分解性高分子 生物資源由来の物質から合成した高分子は，微生物によって分解され，生物分解性高分子（生物分解性プラスチック）とよばれる。〔 ポリ乳酸 〕[－O－CH(CH3)－CO－]n，〔 ポリグリコール酸 〕[－O－CH2－CO－]nやデンプン，セルロース由来のものもある。 |
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【合成樹脂（プラスチック）の廃棄と再利用】 石油資源の有効利用，ゴミ問題の観点から，プラスチックの再利用（リサイクル）は重要課題であり，現在，以下のような方法がとられている。 |
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プラスチックの燃焼の際，窒素酸化物や塩化水素などの有毒ガスが発生する危険性がある。このため，発生するガスの浄化処理が必要となる。塩素原子を含んだプラスチックからは，有毒なダイオキシン類（塩素で置換されたベンゼン環2つからなる物質）が発生しやすい。ゴミ焼却施設付近の土壌汚染が問題になっている。 例題 ポリスチレンにスルホ基が結合した化合物は，イオン交換樹脂Aとして利用されるが，もう1つのイオン交換樹脂Bと組み合わせることによって，イオンを含む水溶液を純粋な水にすることができる。たとえば，硝酸カリウム水溶液をAとBに接触させると，次のように変化して純粋な水が得られる。イオン交換は完全に行われるものとして，次の各問いに答えよ。 |
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(1) （ア）～（エ）にはイオン式を，①および②には適当な構造を入れよ。 (2) 硝酸カリウム水溶液の濃度を知るために，その10mLをとり，イオン交換樹脂Aを詰めた円筒を通過させた。次に，樹脂を十分に水で洗い，流出液と水洗液を合わせて，0.010mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ，15mLを要した。この硝酸カリウム水溶液のモル濃度はいくらか。 (1) (ア) K＋ (イ) H＋ (ウ) NO3－ (エ) OH－ (2) 陽イオン交換樹脂を通すと，K＋はすべてH＋になる。また，このH＋を中和しているので，各物質・イオンの関係は物質 |
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