Vraag 10Lignine: nuttig afval
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 figuur 3 vergelijk je de lijnen van de drie experimenten op hetzelfde tijdstip.
- Kijk hoe snel POM 3– per experiment afneemt, dus hoe steil elke lijn loopt.
- Bedenk wat het botsende-deeltjes-model zegt over temperatuur en effectieve botsingen.
- Verbind het verschil in snelheid met die temperatuur in één redenering.
Hier verliezen leerlingen punten
- Lees de grafieken af op hetzelfde tijdstip, anders vergelijk je de omzetting niet eerlijk.
- Noem niet alleen welk experiment het is, maar leg ook uit waarom het daarbij hoort.
- Beschrijf de deeltjes en hun beweging bij de temperatuur, niet alleen het woord snelheid.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Hout bevat vooral de biopolymeren cellulose en lignine. Bij de isolatie van cellulose voor bijvoorbeeld papier, komt een grote hoeveelheid lignine vrij. De stof lignine kent nog weinig toepassingen. In hout komen ook andere biopolymeren voor, zoals glucomannan. Glucomannan is een polysacharide, opgebouwd uit ( β− D-glucose en D-mannose. De structuur van een molecuul D-mannose is gelijk aan die van ( β− D-glucose, waarbij de stereochemie op C 2 anders is. De koppeling tussen beide monosachariden vindt uitsluitend plaats via de OH -groepen op C 1 en C 4.
Cellulose is een lineair ketenpolymeer van glucose. Cellulose kan door regelmatige stapeling van de ketens kristallijne gebieden vormen. Lignine (zie figuur 1) bevindt zich tussen de ketens van cellulose in hout. figuur 1
Het kraft-proces is het meest gebruikte proces om cellulose te verkrijgen uit hout. Het kraft-proces omvat enkele stappen. Eerst wordt houtpulp wordt met water en chemicaliën verhit, zodat de lignine gedeeltelijk wordt gehydrolyseerd. Daarna wordt cellulose afgescheiden van het mengsel van lignine en chemicaliën. Ten slotte wordt de cellulose gedroogd en de chemicaliën worden deels teruggewonnen. De benodigde warmte voor het drogen van cellulose wordt verkregen door de verbranding van de verkregen lignine. Hierbij wordt ook elektrische energie opgewekt. Het kraft-proces voldoet aan een aantal uitgangspunten van de groene chemie.
De lignine kan mogelijk ook worden toegepast in de elektrochemische productie van waterstof. Deze verloopt efficiënter wanneer hierbij een hulpstof zoals lignine wordt gebruikt. In een onderzoek naar deze toepassing van lignine hebben onderzoekers twee afzonderlijke reacties uitgevoerd: stap 1 Biomassa wordt gemengd met een oplossing van het sterke zuur fosfomolybdeenzuur ( H PMo O of H POM) . 3 12 40 3 stap 2 Elektrolyse van het mengsel dat na enige tijd is ontstaan. De opstelling en de optredende halfreacties zijn in figuur 2 schematisch weergegeven. figuur 2 Bij elk experiment werd in stap 1 telkens 10 mL oplossing gebruikt waarin bij aanvang [POM 3– ] = 0,50 M .
De invloed van de temperatuur op de reacties in stap 1 is onderzocht. In figuur 3 zijn de resultaten weergegeven. figuur 3
Leg uit, aan de hand van het botsende-deeltjes-model, welk experiment bij de hoogste temperatuur is uitgevoerd.