h 9 koolstofchemie

• Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 4

Laatste stukje examenstof

Op de website van duo zie je precies welke stof je moet leren voor de eindexamens - CSE en CE.

duo.nl - staatsexamens - vakinformatie - vakinfo vmbo-tl/gl -

natuur en scheikunde II.

Voor het Centraal Examen hoefde koolstofchemie nog niet, het kan WEL op het mondeling komen.

Kijk in SOM of op de deur van het lokaal wanneer je komt oefenen met het mondeling. Komende lessen gaan over koolstofchemie of we oefenen examenvragen.

Examen

Natuur en Scheikunde II

doelen les 1: uitleg van de volgende onderwerpen

• koolwaterstoffen 
• destillatie van aardolie 
• fractie 
• kraken 
• herhalen  koolstofdioxide-kringloop en hernieuwbare brandstoffen
• alkanen en alkenen

Hst 9

koolstofchemie 

• 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

aardolie = fossiele brandstof en bestaat dus voor grootste deel uit koolwaterstofverbindingen

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

destillatie = scheiden op basis van kookpunt 

• koolwaterstofverbindingen met het laagste kookpunt verdampen als 1e en vind je bovenin 
• de afgetapte vloeistoffen noem je fracties (= zijn mengsels)
• voor sommige eindproducten (b.v. kunststoffen) moet je eerst "kraken"(= ontleding)
  

in een olieraffinaderij worden alle koolwaterstofverbindingen gesorteerd

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)​​

Dus kraken is een vorm van ontleden.
 Dit kan thermisch (=thermolyse m.b.v. warmte of katalytisch = m.b.v. katalysator) zie GIF volgende slide

methaan CH₄(= grootste bestanddeel van aardgas)(structuurformule, atoombinding en ruimtelijk model) 

1.  De binding tussen atomen heet een atoombinding  koolstof kan er maximaal 4 aangaan (= dan verzadigd)  en waterstof maar 1.
2. structuurformule laat in het platte vlak zien 
   welke atomen met elkaar verbonden zijn zoals hier bijv CH₄
3. ruimtelijk model geeft aan hoe een molecuul er
    ruimtelijk uitziet,  hiernaast het model van methaan 
   deze figuur noem je een thetraeder.

•  Koolwaterstofverbindingen zijn onder te verdelen in alkanen & alkenen
• Alkanen worden vaak als brandstof gebruikt
  
  
  
  
  
• Als je alkanen kraakt ontstaan er alkenen van alkenen kun je kunststof maken

koolwaterstofverbindingen bestaan alleen uit koolstof- en waterstofatomen.

Alkanen

• algemene formule: CₙH₂ₙ₊₂  
• naam eindigt op .....aan
• bevat enkele bindingen     

Alkenen

• algemene formule: CₙH₂ₙ 
• de naam eindigt op .....een
  
• bevat 1 x dubbele binding 

les 2

• vragen hw
• ezelsbruggetjes naamgeving  alkanen en alkenen
• kunststof maken 
  
• hw leren 9.1 en 9.2 en maken 24 t/m 28+ test jezelf hst 9.1
• 
  

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

Kunststof maken van alkenen 

• Alkenen zijn onverzadigd, daardoor staan de H atomen bij de dubbele binding onder een hoek van 120o 
  
  
• Kunststoffen zijn polymeren van alkenen, er worden heel veel  alkenen (=monomeren)aan elkaar gekoppeld tot 1 groot molecuul (= polymeer)
• Bij het polymeriseren klapt de dubbele bindingen open waardoor elk molecuul aan zijn buurman kan koppelen

4 etheen moleculen



polyetheen

polymerisatiereactie in woorden en plaatje

Er zijn  n monomeren, (in dit geval etheen).  Als bij alle etheenmoleculen de dubbele bindingen openklappen en er 1 groot molecuul ontstaat heet de stof polyetheen.

Mono = 1,

Poly = veel (hoeveel?  dat 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. 
  

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

programma 15 februari

• hw was: afmaken t/m 78 en test jezelf werkboek 1 t/m 11
• vragen?
• bespreken laatste stukje over wb: isomeren
• herhaling CO₂ kringloop, luchtvervuiling en biomassa
• hw: Afmaken test jezelf uit je werkboek en test jezelf in het digiboek van par 9.1 en 9.2

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

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

programma

• bespreken hw?
• aanvang test jezelf werkboek
• hw afmaken en nakijken test jezelf uit werkboek