11.5 Koolstofchemie en het milieu

• Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 4

11.5 Koolstofchemie en het milieu

Doelen

Je kunt uitleggen hoe het gebruik van fossiele brandstoffen bijdraagt aan milieuvervuiling.

  

Je kunt de milieuaspecten van het gebruik van kunststoffen beschrijven.

Je kunt uitleggen wat afbreekbare polymeren zijn.

Nafta

Kunststof maak je van nafta. 

Nafta moet eerst wel gekraakt worden. Dat betekent dat er van de lange koolwaterstofketens kleinere ketens worden gemaakt. 

Kraken

Bij het kraken worden grote moleculen in kleinere omgezet. 

De kleinere moleculen krijgen dubbele bindingen tussen de C atomen. 

Monomeer en polymeer

Monomeer: 1 enkele molecuul

Polymeer: samengevoegde monomeren

Dit proces heet: polymerisatie

Poly betekent -> Veel 

Mono betekent -> 1

Macromoleculen

Kunststof moleculen zijn erg groot. Dit noem je macromoleculen. 

Macro betekent -> Groot

Veel gebruikte kunststoffen

- Polyetheen (PE) 

- Polypropeen (PP)

- Polystyreen (PS)

- Polyvinylchloride (PVC)

PE (polyetheen)

PE kun je indelen in: 

- HDPE (high density PE): 

sterk PE denk aan bv speelgoed. 

- LDPE (low density PE): 

minder sterk PE, denk aan bv broodzakjes

PP (Polypropeen)

Zeer sterk kunstof. 

Vaak gebruikt voor kratten, tuinstoelen, tubes en ook bloembakken. 

PS (polystyreen)

Kunststof gebruikt voor bijvoorbeeld koffiebekers, tandenborstels, kammen en cd's.

PVC (polyvinylchloride)

Let op! Eigenlijk geen koolwaterstof, want er zit ook chloor in dit kunststof. 

Wordt gebruikt voor vloerbedekking, dakgoten, leidingen voor water en elektriciteit. 

Composieten

Eigenlijk net als een legering, maar dan met kunststoffen en natuurlijke materialen. 

- Kogelwerend glas

- Carbon 

- Kevlar

- Glasvezel

- Glare

Recycling symbolen kunststof

• Er bestaan veel verschillende soorten kunststoffen. 
• Elke soort heeft zijn eigen eigenschappen en toepassingen 
• Op kunststof producten staat symbool dat aangeeft wat het is
• Hiernaast zie van de 1e zes symbolen wat ze betekenen en of het recyclebaar of herbruikbaar is
• Groep 7 zijn de overige soorten hieronder valt bijvoorbeeld nylon panty, teflon, plexiglas enz

	Thermoplast	Thermoharder	Elastomeer
verwarmen	wordt zacht	ontleedt	ontleedt
structuur
voorbeeld

lange polymeerketens niet verbonden

lange polymeerketens onderling veel verbonden, daardoor niet vervormbaar

lange polymeerketens onderling op paar plaatsen verbonden, daardoor elastisch

• Je maakt een composiet om betere stofeigenschappen te krijgen. 
• Een composiet bestaat uit twee verschillende materialen  
• De kunststof in het composiet
• De vezels in een composiet bijvoorbeeld
  koolstofvezels (in Carbon fietsen of racewagens)
  of porselein in vullingen

De mechanische eigenschappen van de matrix zijn meestal minder dan die van de wapening.

Composiet: mengsel van kunststof met ander metaal

Nadelen delven fossiele brandstoffen 

• Olierampen bij delven van aardolie of vervoer -> milieuschade zie foto hieronder
• zwavelberg na olieraffinage  
• Oppompen van schaliegas (aardgas in poreus gesteente
   onder aardoppervlakte) veroorzaakt aardschokken en
  verontreiniging van grondwater
• Plastic soup en microplastics in water (zit in shampoo,
  scrub en kleding) zijn niet afbreekbaar en komen
  in dieren terecht.
• Het verbranden van kunststoffen zorgt naast extra uitstoot van broeikasgassen ook voor milieuschade omdat er giftige gassen vrijkomen zoals chloor en dioxinen.
• Daarom is het belangrijk om plastic te recyclen of bioplastics te gebruiken.

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. 
  

Oplossingen

Gelukkig zijn mensen ontzettend druk bezig om oplossingen te zoeken voor dit probleem. Een van de oplossingen is om bioplastic te maken uit thermoplasten. 

Microplastic is erg fijn plastic, wat je niet gewoon uit het water kan filteren/zeven. Ook hier zijn mensen oplossingen voor aan het zoeken. 

Bioplastic: 

biogebaseerde plastics:

• biomassa als grondstof;
• vaak niet biologisch afbreekbaar.

biodegradeerbare plastics:

• gemaakt van biomassa;
• altijd biologisch afbreekbaar
• kunnen bij het gft-afval
• kiemplantlogo

minder belastend milieu bij productie en bij afbraak

Van gerecycled plastic kun je andere producten maken. De kwaliteit van het nieuwe eind-product is vaak iets lager, je noemt dit downcyclen.

Aan de slag

 Lees de tekst van 11.5 en maak de opdrachten. 

Weektaak voor de volgende les: 11.3 tm 11.5 

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

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

Aardgas, aardolie en steenkool zijn voorbeelden van...

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

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