Polyaditie en polycondensatie les 2

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Polymeren

Doel

• Je leert wat polymeren zijn
• Je leert wat thermoplasten, thermoharders en elastomeren
• Je leert de reactievergelijking van polyaditie en polycondensatie opstellen.

Schrijf de 5 factoren op die de reactiesnelheid bevorderen.

• Soort stof
• concentratie van de stof
• verdelingsgraad
• temperatuur
• katalysator

Energiediagram 

• Exotherm: chemische energie neemt af.
• Activeringsenergie 
• Reactiewarmte (ΔE) is energieverschil. 

Energiediagram 

• Endotherm: chemische energie neemt toe.
• Activeringsenergie nodig.
• Reactiewarmte (ΔE) is energieverschil. 

Katalysator

• Katalysator = stof die helpt bij de reactie, maar niet wordt verbruikt. 
• Kan niet worden verklaard met het botsende deeltjesmodel. 

Polymeren

• Een polymeer is een molecuul opgebouwd uit vele kleine moleculen, monomeren genaamd. 
• Het koppelen van monomeren wordt polymeriseren genoemd. 
• Bij polymeren wordt er onderscheid gemaakt tussen additiepolymerisatie en condensatiepolymerisatie.  
• Condensatiepolymeer: Dit is als een additiepolymeer, maar bij deze reactie komt een klein molecuul vrij.

Condensiepolymerisatie

• Bij condensatiepolymerisatie  reageren er twee monomeren met elkaar die elk twee functionele groepen (-OH, -COOH, NH2) hebben. 
• Tijdens de reactie splitst er een klein molecuul af. Hierbij maakt men onderscheid tussen polyesters en polyamiden. 

Polyesters

• Het monomeer heeft zowel een hydroxylgroep als een carbonzuurgroep.
• Een ester ontstaat door een reactie tussen een zuur en een alcohol.

Polyamiden

Het monomeer heeft zowel een carbonzuurgroep als een aminegroep.

Naamgeving

Om de naam van een additiepolymeer te krijgen wordt voor de naam van het monomeer het woord ‘poly’ geplaatst. 

Structuur en eigenschappen

De structuur van een polymeer is bepalend voor de eigenschappen en daarmee ook voor de toepassing. De polymeren die we kunnen onderscheiden aan de hand van eigenschappen zijn:

1. Thermoplasten

2. Thermoharders

3. Elastomeren

Thermoplasten 

• Thermoplasten zijn polymeren die bij verwarmen zacht en buigzaam worden. Ze hebben lineaire en vertakte ketens.
• Worden gebruikt bij:
• schuim
• folie
• buizen
• kabel
• vezels
• kunstglas

Thermoharders 

• Thermoharders blijven hard als ze verwarmd worden, omdat ze een driedimensionaal fijnmazig netwerk hebben.
• Toepassingen:
• speelgoed
• huishoudelijke artikelen
• bakeliet

Elastomeren 

• Elastomeren keren na vervorming weer terug in hun oorspronkelijke vorm.
• Toepassingen
• autobanden
• elastiek

Bij het uitrekken van een elastiekje worden alle ketens, die normaal kris kras door elkaar lopen, rechtgetrokken tot ze niet verder kunnen. Bij het loslaten zorgen de dwarsverbindingen ervoor dat het elastiekje weer terugspringt in de oude vorm.

Bij het uitrekken van een elastiekje worden alle ketens, die normaal kris kras door elkaar lopen, rechtgetrokken tot ze niet verder kunnen. Bij het loslaten zorgen de dwarsverbindingen ervoor dat het elastiekje weer terugspringt in de oude vorm.

Ester

Hiernaast zie je de karakteristieke estergroep

Wat is een additiereactie

• Het toevoegen van een atoom of groep atomen aan onverzadigde koolstofketen. De dubbele binding klapt open

Wat is een condensatiereactie

• Een chemische reactie tussen twee moleculen waarbij water wordt afgescheden. Een voorbeeld daarvan is dus estervorming.

Wat is een hydroxygroep

• Een hydroxylgroep is een zijgroep met een zuurstof- en waterstofatoom (-OH). 

Hoe teken je een polymeer?

1. Schrijf de structuurformule van 3 monomeren op;
2. Laat de dubbele bindingen openspringen;
3.  teken een stuk van het polymeer door de repeterende eenheden aan elkaar te koppelen

Propeen reageert in het donker met broom.

Geef de reactievergelijking in molecuulformules. 

• C₃H₆ + Br₂ → C₃H₆ Br₂
• Hoe heet dit reactietype en verklaar je antwoord.
• Additiereactie. Er verdwijnt een dubbele binding door “toevoeging” van een broommolecuul

Teken de aditiereactie van pent-2-een

Geef de condensatiereactie van propaan-1,3-diol met ethaandizuur.

Geef de in de drie stappen de polymerisatie van but-2-een.

Wat is de naam van de ontstane polymeer?

• polybut-2-een

Een veel gebruikt soort plastic voor verpakkingen is polyetheen. Van polyetheen worden bijvoorbeeld plastic draagtassen en knijpflessen gemaakt.

Polyetheen wordt gevormd door polymerisatie van etheen. Etheen wordt als bijproduct in de aardolie-industrie verkregen wanneer alkanen uit aardoliefracties in een bepaald proces worden bewerkt. In dit proces worden alkanen met grote moleculen omgezet tot alkanen met kleinere moleculen.

Hoe wordt dit proces in de aardolie-industrie genoemd?

• Kraken

Een ander soort plastic is polypropeen, waarvan onder andere yoghurtbekers en bloempotten worden gemaakt. Polypropeen wordt gevormd door polymerisatie van propeen.

Teken een stukje uit het midden van de structuurformule van polypropeen. In het getekende stukje moeten drie monomeereenheden zijn verwerkt. 

Geef de monomeren waaruit deze polymeer is ontstaan.

Geef de polymerisatie van chlooretheen weer.

Geef de polycondensatie van  amino-ethaanzuur. En geef de binding die ontstaat weer.

Hoe heet de binding die ontstaat?

• peptidebinding

Geef de polycondensatiereactie van 

4-hydroxybutaanzuur.

Geef de binding die ontstaat weer.

Hoe heet de binding die ontstaat?

• esterbinding

Geef de condensatiereactie van propaan-1,3-diol en propaandizuur

Geef ook de binding weer.

Hoe heet deze binding?

• esterbinding

Geef de condensatiereactie van propaan-1,3-diamine en propaandizuur.

Geef ook de binding weer.

Hoe heet de binding die ontstaat?

• peptidebinding

Door middel van fotosynthese ontstaat er glucose zuurstof en water uit koolstofdioxide. Een plant zet 34 gram water om, hoeveel glucose ontstaat er dan?