(11分)离于液体是常温下呈液态的离子化合物,已知品种几十种,是一类“绿色溶剂”。据2002年4月的一篇报道,最近有人进行了用离子液体溶解木浆纤维素的实验,结果如下表所示:向溶解了纤维素的离子液体添加约1.0%(质量)的水,纤维素会从离子液体中析出而再生;再生纤维素跟原料纤维素的聚合度相近;纤维素分子是葡萄糖(C6H12O6)的缩合高分子,可粗略地表示如下图,它们以平行成束的高级结构形成纤维;葡萄糖缩合不改变葡萄糖环的结构;纤维素溶于离子溶液又从离子液体中析出,基本结构不变。
n=400~1000
表中[C4min]Cl是1-(正)丁基-3-甲基咪唑正一价离子的代号,“咪唑”的结构如右上图所示。
回答如下问题:
1.在下面的方框中画出以[C4min]+为代号的离子的结构式。
离子液体 | 溶解条件 | 溶解度(质量%) |
[C4min]Cl | 加热到100℃ | 10% |
[C4min]Cl | 微波加热 | 25%,清澈透明 |
[C4min]Br | 微波加热 | 5~7% |
[C4min]SCN | 微波加热 | 5~7% |
[C4min][BF4] | 微波加热 | 不溶解 |
[C4min][PF4] | 微波加热 | 不溶解 |
[C6min]Cl | 微波加热 | 5% |
[C8min]Cl | 微波加热 | 微溶 |
2.符号[C6min]+和[C8min]+里的C6和C8代表什么?答: 和 。
3.根据上表所示在相同条件下纤维素溶于离子液体的差异可见,纤维素溶于离子液体的主要原因是纤维素分子与离子液体中的 之间形成了 键;纤维素在[C4min]Cl、[C4min]Br、[C4min][BF4]中的溶解性下降可用 来解释,而纤维素在[C4min]Cl、[C6min]Cl和[C8min]Cl中溶解度下降是由于 的摩尔分数 。
4.在离子液体中加入水会使纤维素在离子液体里的溶解度下降,可解释为: 。
5.假设在[C4min]Cl里溶解了25%的聚合度n=500的纤维素,试估算,向该体系添加1.0%(质量)的水,占整个体系的摩尔分数多少?假设添水后纤维素全部析出,析出的纤维素的摩尔分数多大?