Vraag 11Bio-SAP uit kleding
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 kijk je eerst welke groepen in CMC en citroenzuur bij een condensatiereactie met elkaar reageren.
- In de figuur zie je hoe één molecuul citroenzuur eruitziet, dus let op alle groepen die erin zitten.
- Denk na over hoeveel plekken één molecuul citroenzuur kan laten reageren met CMC-ketens.
- Daarna bedenk je wat dat betekent voor de vorm van het ontstane polymeer.
Hier verliezen leerlingen punten
- Geef de naam van de nieuw gevormde groep precies, en niet alleen het soort reactie.
- Bij de tweede opdracht heeft een conclusie zonder reden uit de structuur van citroenzuur weinig waarde.
- Let erop dat je alleen naar CMC kijkt en vergeet het andere reagens te controleren.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Een superabsorberend polymeer (SAP) is een materiaal dat grote hoeveelheden water kan absorberen. Dit kan bijvoorbeeld worden toegepast in luiers. Onderzoekers hebben een biologisch afbreekbaar superabsorberend polymeer (bio-SAP) ontwikkeld op basis van gebruikt katoen. Katoen bestaat voornamelijk uit cellulose en voor een klein deel uit pectine. Pectine is een polysacharide opgebouwd uit eenheden ( α )-D-galacturonzuur. Een eenheid ( α )-D-galacturonzuur kan worden voorgesteld als een eenheid ( β )-D-galactose, waarin de oriëntatie van de OH -groep op C 1 anders is. Verder is de CH OH -groep vervangen door een carboxylgroep. 2 In pectine zijn de eenheden ( α )-D-galacturonzuur aan elkaar verbonden door middel van de OH -groepen aan de C- atomen met nummers 1 en 4.
In de productie van het bio-SAP wordt eerst cellulose gewonnen uit gebruikt katoen, waarna de cellulose wordt omgezet tot carboxy-methylcellulose (CMC). De omzetting vindt plaats in oplossing A bij 30 °C . Oplossing A wordt bereid door ethanol ( C H O ) en natriumhydroxide 2 6 ( NaOH ) in een molverhouding van 1 : 1 in water op te lossen. Het uiteindelijke massapercentage van ethanol en natriumhydroxide samen bedraagt 18% . De dichtheid van oplossing A is 1,13 · 10 3 kg m –3 .
Als eerste stap wordt cellulose toegevoegd aan oplossing A. Vervolgens wordt monochloor-ethaanzuur toegevoegd aan het reactiemengsel. In de optredende reacties wordt een klein deel van de OH -groepen in cellulose omgezet tot OCH COO – -groepen. 2 Bij deze reactie ontstaan behalve CMC ook chloride-ionen en water. De omzetting van een OH -groep van cellulose is op de uitwerkbijlage onvolledig weergegeven.
Om de gevormde CMC te kunnen omzetten tot het bio-SAP, worden eerst de nog aanwezige negatief geladen groepen geneutraliseerd met een zure oplossing. Vervolgens wordt CMC gemengd met citroenzuur (zie de figuur). CMC wordt dan door condensatiereacties omgezet tot het bio- SAP. figuur
Voer de volgende opdrachten uit: − Geef aan welke karakteristieke groepen worden gevormd bij deze reacties. − Leg uit of er een netwerkpolymeer kan ontstaan.