Vraag 14Groene coatings

Om oppervlakken van metalen of kunststoffen te beschermen tegen invloeden van buitenaf, kunnen ze worden bedekt met een laagje van een polymeer. Dit laagje wordt een coating genoemd. Veel coatings bevatten polyacrylaten, zoals poly-ethylacrylaat. In figuur 1 is een fragment van een molecuul poly-eth

Polyacrylaten worden gemaakt uit aardolie en zijn daardoor niet duurzaam. Nederlands onderzoek heeft geleid tot een nieuwe methode om monomeren voor coatings te maken. In deze nieuwe methode wordt uitgegaan van biomassa. Uit biomassa wordt de stof furfural gemaakt. Furfural kan in twee stappen worde

In stap 2 wordt de temperatuur verhoogd. Hydroxybutenolide reageert dan met methanol tot methoxybutenolide, afgekort B2. Zie figuur 3. figuur 3 Butenolides zoals B2 zijn monomeren voor polymerisatiereacties. In plaats van methanol kunnen ook andere alcoholen worden gebruikt voor stap 2. Hierbij onts

B4 kan met een ander monomeer worden gepolymeriseerd tot een copolymeer dat geschikt is als coating. Het andere monomeer bepaalt de eigenschappen van het copolymeer. Een voorbeeld van zo’n ander monomeer is VeoVa-10. Zie figuur 4. Polymerisatie van B4 met VeoVa-10 levert een thermoplast op. figuur 4

Bereken hoeveel gram copolymeer in 1,0 L oplossing is ontstaan na 8000 seconden . Maak onder andere gebruik van de volgende gegevens: − De beginconcentraties van B4 en van VeoVa-10 waren 2,15 M . − De molaire massa van B4 is 142 g mol –1 .

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?

Bij deze vraag reken je eerst uit hoeveel mol van elk monomeer na 8000 seconden is omgezet.
Met het omzettingspercentage bepaal je welk deel van de beginconcentraties heeft gereageerd.
Figuur 4 geeft de gegevens waarmee je de molaire massa van VeoVa-10 bepaalt.
Daarna reken je de gereageerde hoeveelheden om naar gram en tel je de massa's bij elkaar op.

Hier verliezen leerlingen punten

Zet het eindresultaat om naar gram per liter oplossing en vergeet de eenheid niet.
Schrijf de tussenstappen op, want anders krijg je ook geen punten als het eindantwoord afwijkt.
Leid de molaire massa van VeoVa-10 af uit figuur 4 in plaats van een waarde te schatten.

Stoichiometrie en molaire massaOmzettingspercentage en concentratiePoly-additie en copolymeren

Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.

Hulp nodig?

De vraag als tekst

Om oppervlakken van metalen of kunststoffen te beschermen tegen invloeden van buitenaf, kunnen ze worden bedekt met een laagje van een polymeer. Dit laagje wordt een coating genoemd. Veel coatings bevatten polyacrylaten, zoals poly-ethylacrylaat. In figuur 1 is een fragment van een molecuul poly-ethylacrylaat weergegeven. figuur 1 Poly-ethylacrylaat wordt gemaakt door poly-additie van het monomeer ethylacrylaat.

Polyacrylaten worden gemaakt uit aardolie en zijn daardoor niet duurzaam. Nederlands onderzoek heeft geleid tot een nieuwe methode om monomeren voor coatings te maken. In deze nieuwe methode wordt uitgegaan van biomassa. Uit biomassa wordt de stof furfural gemaakt. Furfural kan in twee stappen worden omgezet tot een stof die als monomeer voor coatings kan worden gebruikt. In stap 1 reageert furfural dat is opgelost in methanol, met zuurstof tot hydroxybutenolide. In figuur 2 zijn de structuurformules van furfural en hydroxybutenolide weergegeven. figuur 2

In stap 2 wordt de temperatuur verhoogd. Hydroxybutenolide reageert dan met methanol tot methoxybutenolide, afgekort B2. Zie figuur 3. figuur 3 Butenolides zoals B2 zijn monomeren voor polymerisatiereacties. In plaats van methanol kunnen ook andere alcoholen worden gebruikt voor stap 2. Hierbij ontstaan andere butenolides. Zo ontstaat het monomeer B4 uit de reactie van propaan-2-ol met hydroxybutenolide. Op de uitwerkbijlage is deze reactie onvolledig weergegeven.

B4 kan met een ander monomeer worden gepolymeriseerd tot een copolymeer dat geschikt is als coating. Het andere monomeer bepaalt de eigenschappen van het copolymeer. Een voorbeeld van zo’n ander monomeer is VeoVa-10. Zie figuur 4. Polymerisatie van B4 met VeoVa-10 levert een thermoplast op. figuur 4 In een onderzoek werd de reactiesnelheid van B4 met VeoVa-10 bepaald. Na 8000 seconden bleek 96% van alle moleculen B4 en 96% van alle moleculen VeoVa-10 via een poly-additiereactie te zijn omgezet tot een copolymeer.

Bereken hoeveel gram copolymeer in 1,0 L oplossing is ontstaan na 8000 seconden . Maak onder andere gebruik van de volgende gegevens: − De beginconcentraties van B4 en van VeoVa-10 waren 2,15 M . − De molaire massa van B4 is 142 g mol –1 .