h 9 koolstofchemie

• Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 4

aan het einde van deze les weet je;

• wat koolwaterstoffen zijn
• destillatie van aardolie 
• wat een fractie is
• wat kraken is
• de koolstofdioxide-kringloop en hernieuwbare brandstoffen

Hst 9

koolstof chemie 

aardolie = fossiele brandstof

• bestaat voor grootste deel uit koolwaterstof verbindingen
  
• dus moleculen die in ieder geval C en H atomen bevatten
• bij volledige verbranding hiervan ontstaat dus altijd  CO_{2(g) en} H₂O_(l)  
•    aardolie is een mengsel van heel veel verschillende verbindingen

olieraffinaderij

• destillatie van de koolwaterstofverbindingen
• de afgetapte vloeistoffen noem je fracties
• fracties met het laagste kookpunt vind je bovenin 
• voor sommige eindproducten moet je eerst "kraken"(= ontleding, dit kan thermisch of katalytisch)

kraken

grote moleculen worden afgebroken tot kleinere moleculen

bv.:                                --->                       +                         +                                 

C​20​​​​​H​42(s)​​

C​9​​H​20(l)​​

C​8​​H​16(l)​​

C​3​​H​6(g)​​

herhaling hernieuwbare grondstoffen

• grondstoffen die makkelijk/snel door de natuur kunnen worden aangemaakt
  
• bv biomassa (materiaal van bomen, planten)
• brandstoffen van biomassa= biobrandstof b.v. bio-ethanol maar ook gas uit ontlasting van varkens

koolstofverbindingen

les 2, hierna weet je:

•  alkanen en algemene formule
• alkenen  en algemene formule
• structuurformule 
• atoombinding
• ruimtelijk model
• dubbele binding
• isomeren

Koolwaterstof

Een stof die uitsluitend bestaat uit koolstofatomen en waterstofatomen.

Deze groep is onder te verdelen in alkanen & alkenen

Alkanen: verzadigd
Enkele bindingen

Alkenen: onverzadigd
Bevat altijd minstens één dubbele binding(bij meer dubbele bindingen veranderd de naamgeving wel)

formules van de eerste 6 alkanen (leren incl toestandsaanduiding) ook van de alkenen leren!

structuurformule en ruimtelijke model

1. in de structuurformule laat je in het platte vlak zien welke atomen met elkaar verbonden zijn. De binding tussen atomen heet een atoombinding.
   
2. ruimtelijk model laat zien hoe het molecuul er ruimtelijk uitziet zie hiernaast het model van methaan een thetraeder.

Ezelsbruggetje MEPB voor onthouden eerste 4 alkanen algemene formule: CnH2n+2

MEPB:  "mee etende pizza bezorger"

Methaan:   n= 1 dus  C=1-> H=2x1+2=4   CH₄

Ethaan:       n= 2 dus C=2-> H=2x2+2=6   C₂H₆

Propaan:    n=3 dus C=3-> H=2x3+2=8    C₃H₈

Butaan:      n= 4 dus C=4-> H=2x4+2=10  C₄H₁₀

_{Alle alkanen: ..........aan} 

Ezelsbruggetje alkenen, algemene formule CnH2n

"een alkeen heeft er geen"

"een alkeen heeft er geen" namelijk geen extra 2  H'tjes.

Let op metheen bestaat niet want elk alkeen heeft een dubbele binding tussen twee C atomen.

 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

polymerisatiereactie in woorden en plaatje

Er zijn  n monomeren, (in dit geval etheen). Door het openklappen van de dubbele bindingen kunnen de moleculen aan elkaar hechten als een lange keten van polyetheen.

Mono = 1,

Poly = veel (hoeveel?  kun je aangeven door van n een getal te maken)

thermoplast

• lange losse moleculen
• moleculen komen los van elkaar bij verwarmen
• thermoplast vervormt bij verwarmen--> je kunt ze in een mal spuiten
  

thermoharder

• tussen de lange moleculen zitten dwarsverbindingen
  
• smelt niet bij verhitten maar ontleedt--> wordt zwart door de C atomen
• zijn hard en breken daardoor sneller, weinig toegepast (b.v.  steel van koekepan, hard campingservies)

elastomeer (plaatje = verschil tussen elastomeer en thermoplast te zien)

• elastische polymeren zoals b.v. rubber of in kleding die meerekt 
  
• zitten wel wat dwarsverbindingen tussen de lange losse moleculen maar veel minder dan in thermoharder,
•  daardoor kunnen moleculen uitrekken en laat je los, dan trekken ze zelf terug

nadelen kunststoffen

• ze zijn niet of nauwelijks afbreekbaar en veroorzaken daardoor veel problemen zoals de plastic soep en sterfte van dieren
• bij verbranden komen  vaak giftige stoffen vrij
• alleen de  bio - en synthetisch afbreekbare polymeren (door licht,water of micro-organisme)   belasten het milieu niet. 
  

Leidernaar Merijn Tinga is kunstenaar en vraagt als plastic soup surfer aandacht voor zwerfafval

Maak  het werkblad over kunststoffen!

programma 11 februari

• hw was: leren hst 9 en maken t/m 73 Neem je werkblad over isomeren mee!
• werkblad isomeren afmaken  en bespreken
• herhaling versterkt broeikaseffect, koolstofdioxide kringloop, luchtvervuiling en biomassa
• vragen huiswerk en zelf verder werken 
• afmaken t/m 78 en test jezelf 1 t/m 11

isomeren

• Hiernaast zie je van 3 alkanen steeds meerdere structuurformules, dan heeft het molecuul isomeren (=stoffen met zelfde molecuulformule maar andere structuurformule en andere naam)
• De eigenschappen b.v. kookpunt zijn dan ook verschillend

Versterkt broeikaseffect door verbranding fossiele brandstoffen

• meer H₂O en  CO₂  in dampkring.
• gemiddelde temperatuur stijgt
• verandering klimaat: sommige plekken droger andere plekken juist vochtiger
• smelten poolijs en  stijging waterspiegel
• uitsterven dieren en planten en  meer kans op epidemie

1. koolstofdioxide kringloop
   

1.  verbranding hout --> ontstaat       
2.  o.i.v. zonlicht vindt er in planten fotosynthese plaats :
   koolstofdioxide + water -> glucose+zuurstof 
3. koolstof blijft opgeslagen zitten in het hout
4. bij verbranding ontstaat weer koolstofdioxide

CO​2​​

luchtvervuiling

•  verbranding van fossiele brandstoffen
•  uitstoot zwaveldioxide en ontstaan stikstofoxiden in zware motoren (N2 + O2--> NOx)
•  ontstaan van zwavelzuur en saltpeterzuur door contact van deze gassen met waterdamp
• gevolg zure regen

biomassa

• koolwaterstoffen die "snel" door natuur kunnen worden aangemaakt (dus niet fossiele brandstoffen)
  
• bv materiaal van bomen, planten 
• brandstoffen van biomassa= biobrandstof b.v. bio-ethanol maar ook gas uit ontlasting van varkens

Maud leidt lucht door kalkwater tot het troebel wordt.
Welke stof uit de lucht heeft het kalkwater troebel gemaakt?

1. koolstofdioxide
2. stikstof
3. waterdamp
4. zuurstof

de energie die opgeslagen ligt in brandstoffen noemen we

1. verbrandingsenergie
2. ontbrandingsenergie
3. activeringsenergie
4. chemische-energie

Waarom vinden sommige deskundigen dat energie uit biomassa niet duurzaam is?

1. Het levert te weinig op
2. Er is te weinig van om iedereen van energie te voorzien
3. Het gebruiken van landbouwgronden voor biomassa concurreert met voedselteelt.
4. Bij de verbranding van biomassa worden te veel schadelijke gassen uitgestoten.

Waarom zouden andere deskundigen vinden dat energie uit biomassa wel duurzaam is?

1. Het gebruik van biomassa levert veel energie op.
2. Biomassa raakt nooit op en het gebruik belast het milieu niet.
3. Het gebruik van biomassa is een goedkope vorm van energieopwekking.
4. Door het gebruik van biomassa ontstaat veel werkgelegenheid.

2 C6H14 + 13 O2--> 12 CO + 14 H2O
Wat voor soort reactie is dit?

1. Verbranding
2. Ontleding
3. Vorming
4. Onvolledige verbranding

programma 14 feb.

• afmaken quiz
• vragen test jezelf?
• vragen hst 9?
• oefen opgaves hst 8 en 9

Welk van de volgende stoffen kun je gebruiken om water aan te tonen?

1. Kalkwater
2. Blauw kopersulfaat
3. Wit kopersulfaat
4. Gloeiende houtspaander

Bij het kraken van C11H24 ontstaat pentaan (C5H12) en nog één ander molecuul.
Wat is de formule van dit andere molecuul?

1. C6H10
2. C6H12
3. C6H14
4. C6H19

Benzeen heeft de molecuulformule C6H6. Wat voor soort koolwaterstof is dit?

1. Alkaan
2. Alkeen
3. Geen van beide

De molecuulformule van polyetheen is:

1. n C2H6
2. n C2H4
3. (C2H6)n
4. (C2H4)n

Koolwaterstoffen behoren tot de ...

1. ...elementen
2. ...moleculaire stoffen
3. ...zouten
4. ...metalen

Wat zijn zware metalen? Zware metalen zijn metalen die:

1. een hoge dichtheid hebben
2. erg giftig zijn
3. heel goed met andere stoffen reageren
4. een hoge dichtheid hebben én erg giftig zijn

Sommige metalen kunnen zeer heftig met water reageren. Welke twee metalen zijn dat?

1. ijzer en koper
2. natrium en kalium
3. lood en tin
4. cadmium en kwik

Aardgas, aardolie en steenkool zijn voorbeelden van...

1. ...fossiele brandstoffen
2. ...natuurlijke producten
3. ...herbruikbare grondstoffen
4. ...metalen

Wat is corrosie van metalen? Corrosie is:

1. roesten
2. het aantasten van metaal door een zuur
3. de aantasting van metalen door stoffen uit de lucht
4. een laagje zink over een metaal aanbrengen

Bekijk de volgende beweringen:
1 Hoe edeler een metaal, des te reactiever het metaal is.
2 De metalen natrium en kalium reageren met water.

Welke bewering(en) is/zijn juist?

1. Alleen 1
2. Alleen 2
3. Zowel 1 als 2
4. Geen van beiden

Er zijn onedele metalen en edelmetalen. Wat geeft men aan als men spreekt van een edelmetaal?

1. Hoe edeler des te duurder het proces is om het te winnen
2. Hoe edeler des te beter het metaal reageert met andere stoffen
3. Hoe edeler des te slechter het metaal reageert met andere stoffen
4. Hoe edeler des te zwaarder het metaal is

Een koolwaterstof heeft de molecuulformule C18H38. Wat voor soort koolwaterstof is dit?

1. Alkaan
2. Alkeen
3. Geen van beide

Wat is de molecuulformule die hoort bij deze structuurformule?

1. C2N6H
2. C2H6N
3. C2H7N
4. C2HN7

Wat is het belangrijkste dat je vandaag geleerd hebt?