Polymeren - herhalen en uitleg eigenschappen

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

POLYMEREN

Deze les

1. Herhalen organische naamgeving, additie- & condensatiepolymerisatie
   
2. Oefenen met oude stof
3. Uitleg: eigenschappen van polymeren
4. Zelfstandig oefenen met nieuwe stof
   

Zet de structuren in het juiste vakje.

Aldehyde

Aminozuur

Carbonzuur

Ester

Kies het juiste antwoord
Hiernaast zie je de structuurformule van een stof die voorkomt in het sap van de rubberboom. Hoe heet dit?

Wat is de naam van dit monomeer?

1. 2-methyl-buta-1,3-een
2. 3-methyl-buta-1,3-dieen
3. 3-methyl-1,3-buteen
4. 2-methyl-buta-1,3-dieen

Polymeren

polymeer =

macromolecuul =
zeer groot molecuul

is opgebouwd uit

monomeren

Welke eigenschap moet een
koolwaterstof hebben voor een
additiereactie?

1. Een alcoholgroep (-OH)
2. Een zuurgroep (-COOH)
3. Hij moet onverzadigd zijn
4. Hij moet verzadigd zijn

Hoe teken je een additie-polymeer?

1. schrijf de structuurformule van het monomeer op
2. zorg dat C=C in het midden staat en teken alle zijgroepen en H-atomen naar boven en beneden
3. laat de dubbele bindingen openspringen
4.  teken een stuk van het polymeer door de repeterende eenheden aan elkaar te koppelen

Welke 2 karakteristieke groepen
kunnen met elkaar reageren
tot een esterbinding?

1. Een alcohol groep (-OH) en een zuurgroep (-COOH)
2. Een aminogroep (-NH2) en een zuurgroep (-COOH)
3. 2 alcohol groepen (-OH)
4. Alle drie de mogelijkheden

Deze ester is
gemaakt uit ...

1. ethaanzuur en methanol
2. methaanzuur en ethanol
3. ethaanzuur en ethanol
4. methaanzuur en methanol

Hoe teken je een condensatie-polymeer?

1. schrijf de structuurformule van het monomeer op
2. zorg dat de karakteristieke groepen
    (-OH & -COOH of -NH₂ & -COOH)
    aan de linker-en rechterkant van het molecuul staan
3. laat per binding een molecuul H₂O vertrekken
4.  teken een stuk van het polymeer door de repeterende eenheden aan elkaar te koppelen

Welke reactie is een condensatiereactie?

1. De vorming van een ester uit een alcohol en een zuur
2. De vorming van een dipeptide uit 2 aminozuren
3. De vorming van een disacharide uit 2 monosachariden
4. Alle 3 de reacties

Dit polymeer is
gemaakt via ...

1. additie- polymerisatie
2. condensatie- polymerisatie

Dit polymeer is
gemaakt via .....

1. additie- polymerisatie
2. condensatie-polymerisatie

Polyadditie product

Polycondensatie product

Geef de reactievergelijking in structuurformules
tussen ethanol en propaanzuur.
Geef ook de naam van het reactieproduct

Dit polymeer is
gemaakt uit ...

1. methyletheen
2. but-1-een
3. propeen
4. but-2-een

Kies het juiste antwoord
Hiernaast zie je de afbeelding van een stukje polymeer.

Wat is de systematische naam van het monomeer waaruit dit polymeer is opgebouwd?

1. butaan
2. but-2-een
3. but-1-een
4. etheen

Onder bepaalde omstandigheden heeft het polymeer dat je hiernaast ziet afgebeeld een gemiddelde molecuulmassa van 2.500.000 u.

Uit hoeveel monomeermoleculen is een dergelijk polymeer opgebouwd?

1. 4,5⋅10​4​​
2. 7,8⋅10​3​​
3. 9,0⋅10​3​​
4. 1,6⋅10​4​​

Kies het juiste antwoord
Welk van de structuren geeft een stukje polypropeen weer?

1. Linksboven
2. Rechtsboven
3. Linksonder
4. Rechtsonder

Dit polymeer is
gemaakt uit .....

1. 2-hydroxypropeenzuur
2. 3-hydroxypropeenzuur
3. 2-hydroxypropaanzuur
4. 3-hydroxypropaanzuur

Uit welk monomeer is dit
polymeer opgebouwd?

1. dimethyletheen
2. but-1-een
3. propeen
4. but-2-een

Einde herhaling

Zijn er nog vragen over de additiepolymerisatie en condensatiepolymerisatie?

Einde herhaling

Zijn er nog vragen over de additiepolymerisatie en condensatiepolymerisatie?

Dan nemen we nu even 5 minuten pauze!

Hierna gaan we verder met de uitleg over de eigenschappen van kunststoffen, zorg dat je spullen om aantekeningen te maken klaar hebt liggen.

Eigenschappen van kunststoffen

We gaan een aantal eigenschappen van plastics bekijken. Hierbij vragen we ons af:

1.  Hoe komt deze eigenschap tot stand?
2.  Hoe kunnen we deze eigenschap beïnvloeden?
   

Micro - meso - macro

• Microniveau = moleculair niveau (links)
• Mesoniveau = clusters van moleculen / netwerkstructuren (midden)
• Macroniveau = zichtbaar (evt. met microscoop) (rechts)

Polyetheen op alle niveau's

Meso

Micro

Macro

keukengerei, dozen, flessen. Door de moderne productie- en verwerkingstechnieken kunnen polyetheen-variante

Op welk niveau zie je hier
glucose?

1. micro
2. macro
3. meso
4. geen van allen

In een netwerkmolecuul zitten de verschillende polymeerketen aan elkaar vast met zogenaamde crosslinks

Thermoplast vs. thermoharder

mesoniveau

Thermoplast

Thermoharder

Eigenschappen kunststoffen

- Waterdicht

- Scheuren niet snel

- Slechte geleiders van elektriciteit en warmte

- Worden nauwelijks aangetast door de omgeving

Belangrijkst: kunststoffen kun je vaak zo ontwerpen dat ze precies geschikt zijn voor jouw doeleinde

Eigenschappen veranderen

Je kunt de eigenschappen van een kunststof beïnvloeden door:

- de ketenlengte / polymerisatiegraad van het polymeermolecuul

- het aantal en de soort zijgroepen / vertakkingen van het polymeermolecuul

- een weekmaker of andere additieven toevoegen

Andere toevoegingen voor het uiterlijk of de productie zijn bijvoorbeeld kleurstoffen, een uv-stabilisator of een blaasmiddel (piepschuim).

Stevigheid polymeren

Tussen de polymeerketens/polymeermoleculen komen vanderwaalsbindingen voor, dit betekent:

1. dat de sterkte van de vanderwaalsbinding toeneemt als molecuul(massa) toeneemt
2. waardoor polymeerketens moeilijker langs elkaar heen bewegen

Conclusie: een langer /zwaarder kunststof is harder, moeilijker te vervormen, heeft hoger smeltpunt

Smeltpunt van kunststof

Door vertakkingen en/of zijgroepen wordt de afstand tussen de polymeerketens groter, dit betekent:

1. Hoe groter de afstand tussen de polymeerketens, hoe zwakker de vanderwaalsbinding tussen de ketens.
2. Hoe groter de zijgroepen aan de polymeerketen, hoe lager het smeltpunt en hoe zachter (plastischer) de kunststof zal zijn
   

Weekmakers

Aantrekkingskracht tussen moleculen onderling:

  

- Vanderwaalsbinding

- Waterstofbruggen

• Polaire binding bepalen mbv elektronegativiteit: Δ E_N>0,4 (Binas 40A):
  
• “Sterkste” atoom trekt de negatieve lading meer naar zich toe en wordt wat meer negatief: δ-.
  
• Het andere atoom wordt daardoor δ+
  
• Dit verschil in elektronegativiteit zorgt voor H-bruggen!
  

De aantrekkingskracht tussen
de H van een OH of een NH groep en
de O of de N van een OH of NH groep

Weekmakers

Door het toevoegen van een weekmaker (plasticizer in het Engels) wordt een kunststof zachter.

 

De moleculen van de weekmaker bevinden zich tussen de polymeerketens waardoor de vanderwaalskrachten tussen de ketens afnemen.

Analogie met opgeloste stoffen in water: verminderen van het aantal H-bruggen

Zijn er nog vragen?

Zo niet, dan kun je aan de slag gaan met het maken van de opgaven die horen bij deze paragraaf.

Dat zijn opgave 20 t/m 28 van H13

Zijn er nog onderwerpen waar ik de komende lessen aandacht aan moet besteden?