4 MAVO Hoofdstuk 11 Koolstofchemie samenvatting

Koolstofchemie
1 / 26
suivant
Slide 1: Diapositive
ScheikundeMiddelbare schoolvmbo tLeerjaar 4

Cette leçon contient 26 diapositives, avec diapositives de texte.

time-iconLa durée de la leçon est: 10 min

Éléments de cette leçon

Koolstofchemie

Slide 1 - Diapositive

koolwaterstoffen

Bestaan uit voornamelijk C's en H's 
Aardolie bestaat uit meer dan 1000 soorten koolwaterstoffen

Slide 2 - Diapositive

Gefractioneerde destillatie
Fractie: mengsel van verschillende koolwaterstoffen in aardolie met ongeveer gelijke formules en 
ongeveer gelijk kookpunt.

Binas 41

Slide 3 - Diapositive

Producten uit aardolie
De meest bekende producten uit aardolie zijn brandstoffen, zoals gas, benzine, diesel, stookolie en kerosine (vliegtuigbrandstof). In diesel en stookolie zit ook zwavel, wat na verbranding (er ontstaat zwaveldioxide) kan zorgen voor zure regen.
Daarnaast worden uit de fractie nafta veel soorten plastic gemaakt. Ook voor de productie van veel soorten medicijnen is aardolie een grondstof.
Het residu van de destillatie (asfaltbitumen) wordt onder andere gebruikt om asfalt van te maken.

Slide 4 - Diapositive

Brandstoffen
Het aantal C -atomen is bepalend of een brandstof een gas - vloeistof of vaste stof is
1-4 C's zijn gas
5-25 C's zijn vloeibaar
> 25 C zijn vast 

Slide 5 - Diapositive

Paragraaf 2: 
Alkanen en alkenen

Slide 6 - Diapositive

Alkanen
In deze paragraaf gaan we wat verder in op de eerder genoemde koolwaterstoffen. Deze zijn onderverdeeld in meerdere soorten. Een van die soorten is de alkanen. De namen van de stoffen in deze groepen eindigen allemaal op -aan, bijvoorbeeld methaan en butaan.

Om de molecuulformule te begrijpen even een korte basis-uitleg:
Elk koolstof-atoom heeft 4 plekken (bindingen om een binding aan te gaan (zie het als 4 handjes die hij kan geven). Elk waterstof-atoom heeft 1 zo'n plek.

Slide 7 - Diapositive

Formule van alkanen (2)

Methaan:
Ethaan:
Propaan:
Butaan:

De algemene formule voor alkanen is 
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
CnH2n+2

Slide 8 - Diapositive

Alkenen
In plaats van enkele bindingen tussen de koolstofatomen kunnen de koolstofatomen ook samen een dubbele binding aangaan. Dit noem je ook wel een onverzadigde binding. Je krijgt dan geen alkaan, maar een alkeen. Het voorvoegsel blijft gelijk. Hiernaast 
zie je een verbinding met 2 koolstof-atomen.
De naam van de stof zal dus beginnen met eth-
Omdat hier een dubbele binding in zit, noemen we
deze stof etheen.

Slide 9 - Diapositive

Molecuulformules van alkenen (2)

Etheen:

Propeen:


De algemene formule voor alkenen is: 
C2H4
C3H6
CnH2n

Slide 10 - Diapositive

Kraken
De meeste moleculen die in aardolie zitten bestaan uit hele lange koolstofketens. De stoffen die we graag uit olie halen bestaan uit kortere ketens. We kunnen de langere ketens in korte stukken opbreken, dat noemen we ook wel kraken
Kraken kan door een katalysator toe te voegen. Een andere manier is het verwarmen van de stof tot de moleculen zichzelf gaan opsplitsen in kleinere delen (katalytisch kraken)
Hoe noemen we die laatste methode ook alweer?
Thermisch en katalytisch kraken 

Slide 11 - Diapositive

Kraken
kraken = in stukken breken
Van lange moleculen worden kleinere moleculen gemaakt. 
vb: 
                          -->  
alkaan                     alkaan                   alkeen 

Twee manieren: verhitten of katalysator toevoegen  
C10H22(s)
C8H18(l)+C2H4(g)
Thermisch en katalytisch kraken 

Slide 12 - Diapositive

naamgeving 

Slide 13 - Diapositive

Kookpunt
Hoe meer C's, hoe hoger het kookpunt! 

Kookpunt in graden Celcius en Kelvin

Kelvin = graden Celcius + 273
REkenen van Kelvin naar Celsius en omgekeerd 

Slide 14 - Diapositive

 Paragraaf 3: 
Maken van kunststoffen

Slide 15 - Diapositive

Polymeren
Alkenen bevatten een dubbele binding en kunnen daardoor iets bijzonders. Je kunt namelijk de dubbele binding "openklappen" en koppelen aan een ander molecuul. Je krijgt dan een soort lange ketting van duizenden moleculen, dat noemen we ook wel een polymeer.
De kleinste delen waar het polymeer uit bestaat (dus eigenlijk de beginstof) noemen we een monomeer. De naam van het polymeer wat dan ontstaat bestaat uit poly- met daar achter de naam van het monomeer.

Slide 16 - Diapositive

Monomeren en Polymeren
Een bekende polymerisatie-reactie is de reactie van etheen. De stof die dan ontstaat noem je polyetheen. Zie ook de afbeelding hieronder:





Slide 17 - Diapositive

Monomeren en Polymeren
Omdat zo'n polymeer uit duizenden moleculen bestaat, wordt de reactievergelijking best groot als je de aantallen precies moet weten. 

Daarom schrijven we deze reactie als volgt op in molecuulformules:


Polyetheen wordt onder andere gebruikt in boterhamzakjes.
nC2H4>(C2H4)n
Reactievergelijking moet je kunnen opstellen van een monomeer naar een polymeer

Slide 18 - Diapositive

Monomeren en Polymeren
Uit een n aantal monomeren etheen maak je het polymeer polyetheen.
In structuurformules ziet dat er zo uit:

Slide 19 - Diapositive

Bekende polymeren
Polymeren kom je op veel plekken tegen. Twee bekende polymeren zijn:

PVC (poly-vinyl-chloride)                            Teflon (poly-tetra-fluor-etheen)




Op blz 108/109 van boek staan de molecuulformules die hier bij horen.

Slide 20 - Diapositive

Paragraaf 4: Toepassing van kunststoffen

Slide 21 - Diapositive

plastic
In ons dagelijks taalgebruik hebben we het vaak over "plastic". Hiermee bedoelen we kunststoffen die vervormbaar (plastisch) zijn. Dit zijn dus thermoplasten.
Er zijn ook kunststoffen die niet vervormbaar zijn (thermoharders). Niet alle kunststoffen zijn dus "plastic".
.

Slide 22 - Diapositive

 Kunststoffen: eigenschappen
  • waterdicht
  • slechte geleider elektriciteit
  • slechte geleider warmte
  • worden nauwelijks aangetast door omgeving
  • kunststoffolie = doorzichtig
  • nadelen: veel soorten worden zacht bij verwarming, niet   biologisch afbreekbaar

Slide 23 - Diapositive

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

Slide 24 - Diapositive

Thermoharders 
Thermoharders blijven hard als ze verwarmd worden. 
Bij een thermoharder zijn de ketens verbonden door dwarsverbindingen (crosslinks);
Toepassingen:
  • speelgoed
  • huishoudelijke artikelen
  • bakeliet
omdat ze een driedimensionaal fijnmazig netwerk van polymeerketens met dwarsverbindingen hebben.

Slide 25 - Diapositive

Recyclen
Omdat kunststoffen uit aardolie komen, kan het handig zijn om ze te recyclen. De aardolie raakt namelijk een keer op.
Je kunt bijvoorbeeld:
  • Kunststoffen fijnmalen en er opnieuw producten van maken
  • Kunststoffen kraken (zie paragraaf 3) en van de monomeren nieuwe kunststoffen maken
  • Kunststoffen verbranden en de warmte nuttig gebruiken
Het probleem hierbij is wel dat de soorten plastic vaak samen in het afval terecht komen. Je zult dus goed moeten scheiden op het soort plastic.

Slide 26 - Diapositive