Vraag 5Houtspons
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- In de tekst staat wat er met het bevroren water gebeurt tijdens het vriesdrogen.
- Denk na over de fase van het water direct nadat het bevroren water is verdampt.
- Bij het residu gaat het om wat van de cellulose overblijft na het vriesdrogen.
- Vergelijk met het indampen van een oplossing, want de tekst noemt die overeenkomst bewust.
Hier verliezen leerlingen punten
- Schrijf bij beide onderdelen een toestandsaanduiding en geen proces, zoals verdampen of bevriezen.
- Geef voor het residu en het water elk een aparte aanduiding, zodat duidelijk is welke bij welke hoort.
- Gebruik de notatie die de vraag voorschrijft, en let op de schrijfwijze van de aanduidingen.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Bij scheepsongelukken kan olie lekken naar het water. Om milieuschade te voorkomen hebben onderzoekers een materiaal op basis van hout ontwikkeld, waarmee olie uit water kan worden opgenomen. De werking van dit materiaal lijkt op die van een spons. Daarom heeft het de naam ‘houtspons’ gekregen. Hout bestaat uit cellulose, lignine en hemicellulose. Bij het maken van een houtspons moet het hout als volgt worden behandeld: stap 1: Lignine wordt verwijderd. stap 2: Hemicellulose wordt verwijderd. stap 3: De overgebleven cellulose wordt gedroogd. stap 4: De gedroogde cellulose wordt hydrofoob gemaakt. stap 1 Voor het verwijderen van lignine wordt een oplossing van natriumchloriet gebruikt met een pH van 4,7. Deze oplossing bevat onder andere chlorietionen ( ClO – ). Uit deze chlorietionen wordt chloordioxide ( ClO ) 2 2 gevormd volgens reactie 1. 5 ClO – + 4 H + → 4 ClO + Cl – + 2 H O (reactie 1) 2 2 2 Chloordioxide ( ClO ) reageert vervolgens met lignine. Bij deze 2 redoxreactie wordt ClO omgezet tot ClO – volgens onderstaande 2 2 halfreactie a . Deze vergelijking is onvolledig: er ontbreekt een elektron. ClO → ClO – (halfreactie a) 2 2
ClO – wordt in reactie 1 omgezet en tijdens de reactie van ClO met 2 2 lignine weer gevormd. Toch is ClO – geen katalysator. 2
De reactie met ClO veroorzaakt veranderingen in de structuur van 2 lignine. In figuur 1 is zo’n verandering schematisch weergegeven. figuur 1 CH 3 H O O O C HC C HC C C O R C O HC C HC C C O − R2 R2 fragment van een ligninemolecuul fragment van een ligninemolecuul voor reactie met ClO 2 na reactie met ClO 2 Door deze veranderingen wordt lignine beter oplosbaar in water en kan lignine uit het hout verwijderd worden. De verbeterde oplosbaarheid is onder andere te danken aan de vorming van waterstofbruggen met de ontstane zuurgroep en door hydratatie van de geladen groep.
stap 2 en 3 Na het verwijderen van de lignine wordt de hemicellulose uit het hout verwijderd met natronloog. Van het hout blijft dan alleen de cellulose over, die nog een kleine hoeveelheid water bevat. Dit water moet ook nog worden verwijderd. Hiertoe wordt de cellulose sterk afgekoeld, zodat het aanwezige water bevriest. Door de luchtdruk steeds laag te houden, verdampt het bevroren water en wordt dit vervolgens afgevoerd. Deze scheidingsmethode heet ‘vriesdrogen’ en heeft overeenkomsten met het indampen van een oplossing. Zo zijn bijvoorbeeld de fasen van het water en van het residu, direct na uitvoering van het vriesdrogen, gelijk aan de fasen direct na uitvoering van het indampen van een oplossing.
Geef de toestandsaanduidingen van het residu en van het water direct na het vriesdrogen van cellulose. Noteer je antwoord als volgt: toestandsaanduiding residu: … toestandsaanduiding water: …