Hoofdstuk 10 Polymeren

Planning Vandaag: Theorie hoofdstuk 10 Huiswerk maken

Hoofdstuk 10 Herhaling: In je bloed zit fibrinogeen, een moleculaire stof die oplosbaar is in water Hoe kun je aan de formule van een stof zien dat het een moleculaire stof is? Is fibrinogeen hydrofiel of hydrofoob? Hoe kun je aan een molecuul zien of deze op kan lossen in water? Hoe heten de bindingen tussen een oplosbare moleculaire stof en water?

10.2 van monomeer tot polymeer Monomeer: grondstof waaruit een polymeer bestaat Zijn kleine moleculen Polymeer: een stof die bestaat uit hele lange moleculen Vaak vast op kamertemperatuur door de vanderwaalsbindingen en H-bruggen die aanwezig zijn

Polymerisatie Wanneer veel monomeren aan elkaar koppelen krijg je een polymeer Polymerisatiereactie Denk aan het rijgen van kralen aan een ketting Copolymeer: bestaat uit verschillende monomeren Polymeer: bestaat uit dezelfde monomeren

Polymeren Synthetische polymeren: Natuurlijke polymeren: Kunststoffen die in fabrieken worden gemaakt Bijv: PVC, piepschuim, rubber, nylon Natuurlijke polymeren: Komen in de natuur voor Bijv: eiwitten, cellulose, zetmeel, zijde

Reacties Polyadditie Polycondensatie Dubbele binding in het monomeer Karakteristieke groepen die met elkaar reageren

Polyadditie Verlopen niet spontaan Radicalen Initiator (stof die de reactie op gang brengt) Uv-licht Radicalen Elke atoombinding bestaat uit 2 elektronen. Onder invloed van uv-licht breekt de binding open. Er ontstaan dan 2 brokstukken die elk een bindingsplaats ter beschikking hebben. Deze zijn erg reactief.

Initiator voorbeeld R-O-O-R Uv-licht zorg voor de breking tussen de O’s R-O·ǀ·O-R (ook wel 2 R-O·) R-O· +  R-O· · · Enz. R-O-(CH2-CH2)n- O-R polyetheen

Voorbeelden additiepolymeer

Polymerisatie van etheen H2C=CH2 H2C=CH2 H2C=CH2  ~ CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2 ~ n C2H4  (C2H4)n Etheen  polyetheen

Polymerisatie propeen  ~ ~ n C3H6  (C3H6)n Propeen  Polypropeen

Polymerisatie van chlooretheen n C2H3Cl  (C2H3Cl)n Chlooretheen  polychlooretheen (Vinylchloride) (polyvinylchloride, pvc)

Huiswerk Maak opdracht 2 t/m 14 Blz 125 Niet maken opdracht 4, 9c,9 d, Opdracht 5 extra informatie:

Polymeren

Planning Huiswerk nakijken Theorie Huiswerk maken

Huiswerk nakijken 2. a. Een monomeer is de grondstof waaruit een polymeer kan worden gemaakt b. Een polymeer is een stof die bestaat uit hele lange moleculen c. Een copolymeer is een polymeer dat is ontstaan uit verschillende monomeren d. Een polymerisatiereactie is een reactie waarbij monomeren met elkaar reageren tot een polymeer

3. a. Polyetheen, pvc, piepschuim b 3. a. Polyetheen, pvc, piepschuim b. Eiwitten, zijde, natuurlijk rubber c. Polyadditie en polycondensatie 5. a. Er zitten veel OH groepen in cellulose. Deze kunnen H-bruggen vormen. b. Cellulose-OH + HO-C-R  Cellulose-O-C-R +H2O c. De stof is hydrofoob geworden nu alle OH groepen zijn veresterd 6. a. Een reactie waarbij een dubbele binding tussen 2 C atomen reageert als monomeer

6. b. een dubbele binding c. initiator en UV-licht d 6. b. een dubbele binding c. initiator en UV-licht d. poly en dan de naam van het monomeer e.  7. a. Poly 2-penteen b. poly-1,2-difluor-1-propeen c. poly-2-chloor-2-buteen 8. a. de zwaan dient als initiator b. de mensen achter de zwaan zijn allemaal verschillend

a. b. CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2 10. a. b. Reactievergelijking 2-buteen c. n C4H8  (C4H8)n d. poly-2-buteen 11. 1. 2. 3. 12. a. b. reactievergelijking c. aan beide kanten van de dubbele bindingen

13. a. Hoe meer initiator aanwezig is, hoe meer polymeermoleculen er gevormd worden b. omdat de ketens uit verschillende lengtes bestaan 14. a. dichtheid lager, minder moleculen dus afstand groter b. hogere dichtheid, moleculen dichter op elkaar, sterkere vanderwaalskrachten, meer warmte nodig om ze te verbreken

10.2 polycondensatie 2 verschillende reacties: Polycondensatie met 1 monomeer Polycondensatie met meer monomeren copolymeer Groepen die met elkaar kunnen reageren: Zuur en Alcohol Zuur en amine

Polycondensatie met 1 monomeer Vorming van een polyamide d.m.v. een aminozuur: Amidebinding:

Reactievergelijking: Naam: polyaminoethaanzuur

Vorming van polyester D.m.v. een molecuul met een zuur en een alcohol groep Reactievergelijking: Naam: poly-hydroxy-ethaan-zuur

Polycondensatie met 2 monomeren Polyester vorming met 2 monomeren Reactievergelijking:

Vorming van polyamide Beginstoffen: Reactievergelijking:

Huiswerk Maak opdracht 15 t/m 19

Polymeren

Planning Huiswerk nakijken Theorie Huiswerk maken

Huiswerk nakijken 15. a. Een polycondensatiereactie is een reactie waarbij kleine moleculen waarin karakteristieke groepen voorkomen, met elkaar reageren onder afsplitsen van een klein molecuul zoals water b. zuurgroep en alcoholgroep c. zuurgroep en aminegroep d. beide een amide/peptide binding polyamide heeft twee monomeren en een polypeptide gebruikt aminozuren als monomeer

16. a. b. c. d.

17. 18. c. in beide gevallen zijn het copolymeren want beide hebben 2 verschillende beginstoffen

19. a. 1 polyadditie 2, 3 en 4 zijn polycondensatie b 19. a. 1 polyadditie 2, 3 en 4 zijn polycondensatie b. 1, 2 en 4 zijn geen copolymeer 3. copolymeer c. d.

Herhaling naamgeving

Alkanen (CnH2n+2) Eerste 10 alkanen zijn:

Naamgeving alkanen 1. Wat is je hoofdketen? Grootste aaneengesloten reeks van C. 2. Vanaf welke kant moet je nummeren Begin met nummeren het dichts bij de vertakking. 3. Benoem de zijgroepen op alfabetische volgorde Komt deze zijgroep vaker voor dan geef je dat aan met het griekse telwoord. (di, tri, tetra, penta, hexa) 4. Geef de naam van de hoofdketen.

Naamgeving alkanen Zijgroepen:

Naamgeving alkenen 1. Wat is je hoofdketen? Grootste aaneengesloten reeks van C. 2. Vanaf welke kant moet je nummeren Begin met nummeren het dichts bij de dubbele binding. 3. Benoem de zijgroepen op alfabetische volgorde Zijgroepen worden hetzelfde weergegeven als bij alkanen. 4. Geef de naam van de hoofdketen - In plaats van –aan eindigt je stamnaam nu op -een - Alkenen met een 2 dubbele bindingen krijgen de uitgang: –dieen - Geef aan op welk C-atoom de dubbele binding zit dmv een nummer.

Halogeenalkanen Naamgeving Nummer de keten aan de kant met de karakteristieke groep. Geef aan op welk c-atoom de karakteristieke groep zit. Geef de naam van de karakteristieke groep.

Naamgeving Nummer de koolstofketen. Begin aan de kant waar de karakteristieke groep het dichts bij zit. Geef de naam aan de langste keten en voeg –ol toe. Geef aan met een nummer op welk C-atoom de OH-groep zit. Bij twee OH-groepen geef je dat aan door het griekse telwoord (-diol)

Alkaanzuren Naamgeving Nummer de langste keten vanuit de karakteristieke groep. Noem de stam hetzelfde als bij de alkanen en zet achter de stamnaam –zuur. Bij meerdere zuurgroepen gebruik je het Griekse telwoord Plaats voor de naam de eventuele zijgroepen.

Aminen Naamgeving Nummer de langste keten vanaf de karakteristieke groep. Geef aan met een nummer op welk C-atoom de karakteristieke groep zit. Geef de naam aan de langste keten nu met de uitgang –amine. Komt naast de NH2-groep een COOH-groep voor dan eindigt de naam met –zuur. De NH2-groep krijgt de naam amino.

Naamgeving Begin met de alkylgroep uit de alcohol Daarachter komt de naam van de zuurrest eindigend op –noaat Ethyl ethanoaat

Volgorde Eerst zuur Dan ester Dan alcohol Dan amine Dan alkenen Dan halogenen Dan alkanen

Huiswerk Maak het uitgedeelde blaadje

Polymeren

Planning Huiswerk nakijken Theorie Huiswerk maken

Huiswerk nakijken Naamgeving stoffen

10.3 synthetische polymeren Alle kunststoffen zoals: Vliegtuigen, Auto’s Matrassen Weggooibestek Frisdrankflessen Kleding Lijmen vloerbedekking

Eigenschappen kunststoffen Licht Sterk Kunnen niet roesten Weinig onderhoud Gaan lang mee Allerlei vormen en kleuren

Synthetische polymeren Worden vaak gemaakt uit aardolie Dit is niet duurzaam Tegenwoordig proberen ze “groene” polymeren te maken

Onderverdeling Op basis van gedrag bij verwarmen: (dit komt door verschillen in structuur) Thermoplasten Thermoharders Elastomeren

Thermoplasten Kunststoffen die zacht of vloeibaar worden bij verwarmen Als je ze uitrekt komen ze niet terug in de oorspronkelijke vorm Bijvoorbeeld: plastic zakje Structuur is zoals spaghetti draden Los van elkaar en door elkaar

Worden bijeen gehouden door vanderwaalsbindingen Structuur zijn lange draden die door elkaar zitten en niet vast aan elkaar Worden bijeen gehouden door vanderwaalsbindingen Verwekingspunt: temperatuur waarbij een kunststof zacht wordt. Hoe sterker de bindingen hoe hoger het verwekingspunt (H-bruggen)

Thermoharders Kunststoffen die niet zacht worden 2 componenten die samen uitharden Vele dwarsbindingen (crosslinks) Echte atoombindingen!! Zit stevig in elkaar Bij temperatuurverhoging geen beweging ze hebben dus geen verwekingspunt Bij langdurig verhitten breken de dwarsbindingen de stof ontleedt!

Elastomeren Op kamertemperatuur flexibel Na uitrekken weer terug in oorspronkelijke vorm Allerlei soorten rubber Structuur: een netwerk van onderling verbonden polymeermoleculen maar minder crosslinks als een thermoharder Polymeermoleculen liggen gekronkeld zodat er rek in zit Voorbeeld: elastiekje

70% van alle kunststoffen valt onder thermoplasten De rest zijn thermoharders en elastomeren

Eigenschappen van een kunststof Weekmakers Maken stugge kunststoffen soepeler Tussen de moleculen Afstand wordt daardoor groter tussen moleculen Flessen Blaasmiddelen Zorgen voor kleine dichtheid Dampbellen zorgen voor luchtige structuur Piepschuim

Eigenschappen van een kunststof Kleurstoffen Kleur vermengt zich met de moleculen Kleur kan dus niet slijten Vulstoffen en harders Sterker en harder maken Vulstof is roet bij autobanden Harder is een stof die zorgt voor meer crosslinks Vaak zwavel (zwavelbruggen, vulkaniseren)

Eigenschappen van een kunststof Uv-absorptiemiddelen In polymeren vaak nog dubbele bindingen of crosslinks Deze kunnen reageren met uv-stralen Hierdoor wordt kunststof bros, minder stevig Zetten uv-licht om in warmte Vezels Sterker maken Bijvoorbeeld glasvezel toevoegen bij scheepsbouw of koolstofvezels bij vliegtuigen

Huiswerk Maak opdracht 20 t/m 29 Niet maken: 27d, 28, 29b,c, d

Polymeren

Planning Huiswerk nakijken Theorie Huiswerk maken

Huiswerk nakijken 20. a. alle kunststoffen zijn synthetische polymeren b. plastic, polyesters en polyamiden 21. a. verwarmen, thermoplast wordt vloeibaar en zacht een thermoharder niet b. thermoplast heeft lange moleculen die niet aan elkaar vast zitten Een thermoharder heeft cross-links

21. c. Overeenkomst: netwerk van polymeermoleculen die door cross-links is verbonden. Verschil: elastomeer heeft minder cross-links d. De moleculen liggen gekronkeld. Hierdoor heb je rek 22. a. b. polycondensatiereactie c. d. polyadditiereactie e.

23. a. b. Na+(aq) + OH- (aq) c. R-COOH(aq)+ OH-(aq) R-COO- (aq) + H2O (l) d.

24. Weekmakers: maakt kunststof soepel blaasmiddelen: kleine dichtheid kleurstoffen: blijvende kleuring vulstoffen en harders: sterker en harder UV- absorptiemiddelen: cross-links blijven in stand vezels: sterker 25. a. composiet b. zorgen voor cross-links of dwarsbindingen c. thermoharder

26. a. er ontstaan dampbellen. b 26. a. er ontstaan dampbellen. b. hoe meer blaasmiddel, hoe meer bellen, hoe kleiner de dichtheid c. toevoegen van een harder 27. a. aanbrengen van cross-links door middel van zwavel b. door zwavelbruggen wordt rubber minder flexibel en gaat meer op een thermoharder lijken c. de hoeveelheid zwavelbruggen e. endotherm (ontleding door UV f. ontledingsproces verloopt minder snel

29. a. de weekmaker gaat tussen de 29. a. de weekmaker gaat tussen de moleculen zitten waardoor de afstand tussen de moleculen groter wordt.

Verwerking van kunststof Thermoplasten en thermoharders gedragen zich anders Dus ook verschil in verwerking

Verwerking van thermoplasten Worden gemaakt in de vorm van korrels of poeders Bijv: margarinekuipje of vuilniszak Belangrijkste techniek: Spuitgieten Korrels worden verwarmd tot ze zeer zacht of vloeibaar zijn Dan geperst in een mal

Verwerking van thermoplasten Extruderen Bijvoorbeeld: folies of plastic zakken Korrels worden verhit Zacht kunststof wordt door nauwe opening naar buiten geperst

Verwerking van thermoharder Monomeren worden in mal gedaan Meestal harder toegevoegd Mal op hoge temperatuur brengen Polymerisatie vindt plaats Cross-links worden gevormd Er ontstaat een hard product Meestal hoge druk nodig

kunststofafval Groot probleem 2 oplossingen Bacteriën kunnen ze niet verwerken Verbranden geeft schadelijke stoffen 2 oplossingen Recycling Biologisch afbreekbaar plastic

Recycling Plastic apart inzamelen Sorteren, wassen, vermalen Korrels worden verwerkt door gespecialiseerde bedrijven Bijv: visvlonders Vaak glasvezel en uv-absorptiemiddelen toegevoegd Maakt ze sterker en weerbestendig

Biologisch afbreekbaar plastic Ook wel bioplastics Veel onderzoek naar Deze kunststoffen kunnen wel afgebroken worden Compost Bacteriën uit de natuur

Huiswerk Maak opdracht 30 t/m 34

Polymeren

Planning Huiswerk nakijken Theorie Huiswerk maken

Huiswerk nakijken 30. a. spuitgieten en extruderen b. thermoplastkorrel worden verwarmd tot ze zacht of vloeibaar zijn 31. a. monomeren worden in mal gestopt, vaak in aanwezigheid van harder. Mal wordt verhit waarbij polymerisatie plaats vindt b. Thermoharders worden niet zacht als je ze verwarmt

32. a. Verwekingspunt is de temperatuur waarbij een thermoplastisch kunststof zacht wordt b. als het verwekingspunt laag is zijn de bindingen niet sterk. Stof kan gaan smelten c. hoe groter de massa, des te sterker de vanderwaalskracht des te hoger het verwekingspunt 33. a. Thermoplast: 1,2,4 Thermoharder: 3 b. molecuul 2 heeft OH groepen dus H- bruggen dus hoger verwekingspunt

33. c. 1 en 2 polyadditie er moet een dubbele binding aanwezig zijn geweest 3 en 4 polycondensatie bij 3 is het monomeer stof 2 bij 4 is een estergroep aanwezig d. 1, 2 en 3 zijn geen copolymeren (maar 1 monomeer), stof 4 is een copolymeer (meerdere monomeren) e.

34. a. veel zwerfafval, verbranding schadelijke stoffen b 34. a. veel zwerfafval, verbranding schadelijke stoffen b. plastics recyclen en bioplastics gebruiken c. biologisch afbreekbaar

Natuurlijke polymeren Alle polymeren die worden gemaakt in een levend organisme Plantaardig of dierlijk Polypeptiden Ontstaan uit het monomeer aminozuren Deze bestaan uit???

Koppelingsplaats: peptide binding Door polycondensatie R = restgroep (kan H zijn maar ook meer)

Natuurlijke aminozuren Er zijn 20 verschillende aminozuren 11 aminozuren kan ons lichaam zelf maken 9 krijgen we binnen door voedsel Essentiële aminozuren Volgorde bepaalt welke polypeptide

Voorbeelden van eiwitten

Functies van eiwitten Bouwstof Enzym Temperatuuroptimum en pH-optimum Noemen we: Structuureiwit Bijv. haren, huid, tanden en nagels Enzym Noemen we: biokatalysator Zeer specifiek (maar 1 reactie) Temperatuuroptimum en pH-optimum Wanneer enzym het beste werkt Energievoorziening Vervoer van stoffen

Huiswerk Maak opdracht 36 t/m 41 Niet maken 38b, 40, 41c

Polymeren

Planning Huiswerk nakijken Theorie Huiswerk maken

Huiswerk nakijken 36. a. b. aminozuren c. de volgorde van aminozuren in een polypeptidebinding d. De vorming van H-bruggen en S-bruggen e. bouwstoffen, enzymen, energievoorziening en vervoer van stoffen

36. f. werking is specifiek g 36. f. werking is specifiek g. de pH waarbij het enzym optimaal werkt 37. 38. a. er is een klein verschil in de volgorde van de aminozuren

39. a. een faseverandering kun je terug draaien b 39. a. een faseverandering kun je terug draaien b. de H-bruggen en S-bruggen c. lichaamstemperatuur dus 37 graden d. dan denatureert het eiwitgedeelte van het enzym. De structuur gaat dus verloren 41. a. eiwitten die het lichaam zelf niet kan maken. Ze moeten dus in je voeding zitten b. Val, Leu, Ile Thr, Met, Phe, Trp, His, Lys

Koolhydraten Structuur bevat alleen C, H en O atomen Ook wel sachariden genoemd Monosacharide (glucose) Disacharide (lactose) Polysacharide (zetmeel)

Zetmeel Polysacharide dat bestaat uit glucose moleculen Gemaakt door polycondensatie Door veel OH bindingen kunnen veel cross-links ontstaan. glycogeen

Functies koolhydraten Zetmeel: Maakt lichaam niet zelf aan Energieproductie Door afbraak zetmeel naar glucose Glycogeen Maakt lichaam zelf aan Opgeslagen in lever en spierweefsel Energiebuffer

Komt het meest voor op aarde Cellulose: Komt het meest voor op aarde Bouwstof van celwanden van planten en bomen Mensen kunnen het niet verteren Koeien wel (bacteriën in darmen)

Huiswerk Opdracht 43 t/m 46 a t/m e 45 alleen b

Polymeren

Planning Huiswerk nakijken Theorie Huiswerk maken

Huiswerk nakijken 43. a. Monosacharide: glucose en fructose Disacharide: lactose en sacharose polysacharide: cellulose en zetmeel b. fotosynthese 6 CO2 + 6H2O  C6H12O6 + 6O2 c. energievoorziening d. energiebuffer e. bouwstof voor celwanden in planten en bomen

44. a. - wassen en in stukken snijden - met water koken en extraheren - filtratie - filtraat indampen b. koken en indampen c. suikermoleculen zijn kleiner en hebben meer OH groepen voor H-bruggen 45. b. (C6H10O5)n + nH2O  nC6H12O6

46 a. b. c. C6H12O6  2 C3H6O3 d. zouten e. Ca2+, PO43-, CO32-

10.5 Je lichaam is een reactievat Functie van voedsel Eiwitten Vetten Koolhydraten Mineralen Vitamines

Eiwitten Dierlijk Plantaardig Voornamelijk in vlees, vis en zuivelproducten Bevatten voldoende essentiële aminozuren Plantaardig Voornamelijk in brood, graanproducten, peulvruchten Hangt af van product of er voldoende essentiële aminozuren in zitten

Eiwitten Hydrolyse Tijdens spijsvertering Hierdoor ontstaan aminozuren Deze worden gebruikt voor nieuwe eiwitten

Eiwitten Worden omgezet in glucose wanneer je: te weinig hebt gegeten Te weinig koolhydraten binnen krijgt Te veel eiwitten binnen krijgt Te veel aminozuren in je lichaam Afgebroken in lever Hier ontstaat ureum  Via nieren afgevoerd in urine

Koolhydraten Krijg je binnen door bijvoorbeeld: In vorm van: Brood Aardappelen Pasta Rijst In vorm van: Glucose Zetmeel Sacharose

Koolhydraten Hydrolyse bij sacharose en zetmeel Hierbij reageert sacharose of zetmeel met water waarbij glucose ontstaat Glucose wordt opgenomen in lichaam Eerst dunne darm Dan in het bloed Deel naar lichaamscellen voor verbranding Energievoorziening Deel reageert tot glycogeen Opgeslagen in lever en spierweefsel

Glycogeen kan weer gehydrolyseerd worden tot glucose waarna deze weer naar cellen gebracht kan worden voor verbranding

Vetten Tri-esters van glycerol en vetzuren Dierlijke vetten Boter, vlees, zuivelproducten Verzadigd Plantaardige vetten Noten, zonnebloemolie Onverzadigd

Vetten Door hydrolyse ontstaan vetzuren en glycerol Vetzuren (vooral onverzadigde) worden gebruikt voor bouw van lichaamscellen Onverzadigde vetten verlagen cholesterol Onverzadigde vetzuren worden ook essentiële vetzuren genoemd Lichaam kan deze niet zelf aanmaken

Te veel vet Worden in het lichaam opgeslagen als reservebrandstof Als er geen glucose meer is voor energievoorziening, wordt deze vetvoorraad aangesproken en verbrand

Mineralen Stoffen waarin de volgende atomen voorkomen: Kobalt - Fluor Calcium - Seleen Ijzer - Jood Zwavel - Natrium Fosfor - Kalium

Mineralen Worden omgebouwd tot allerlei enzymen Bijv ijzer is nodig voor vorming hemoglobine Calcium voor botten en tanden Hoeveelheid is wisselend Mineralen die je weinig nodig hebt noemen we sporenelementen

Vitamines Koolstofverbindingen Lichaam kan ze niet of nauwelijks maken Versterken de werking van sommige enzymen Natuurlijk of synthetisch Erg gevoelig voor invloeden van buitenaf pH verandering Verhitten Oplossend vermogen Licht en lucht

Water Per dag 2,5 liter nodig 1 liter zit in voedsel Beginstof voor alle hydrolyse reacties in je lichaam Transport Warmte afvoer

Huiswerk Opdracht 47 t/m50a en 51a en 51b

Polymeren

Planning Huiswerk nakijken Theorie Huiswerk maken

Huiswerk nakijken 47. a.b. Eiwitten (structuureiwitten), vetten (bouw van lichaamscellen), koolhydraten (energievoorziening), mineralen (enzymen) en vitamines (versterken de werking van enzymen) water (hydrolysereacties, transport) c. vetzuren uit je voedsel omdat het lichaam deze niet kan maken d. atoomsoorten die je in hele kleine hoeveelheden nodig hebt

48. a. Cellulose b. dan worden onvoldoende voedingsstoffen opgenomen in je lichaam 49. a. een of meerdere dubbele bindingen b. broomwater. Dan verdwijnt de bruine kleur door de additie van broom c.

a. Vitamine a is hydrofoob (weinig tot a. Vitamine a is hydrofoob (weinig tot geen OH groepen) daarom lost het op in vet. Vitamine C is hydrofiel (veel OH groepen) daarom lost het op in water a. b. molecuulrooster

Herhaling