Nova Scheikunde 6 vwo Hoofdstuk 11 Diagnostische toets
Diagnostische toets
11 Materialen
1 Geef een verklaring op microniveau waarom legeringen vaak een harder materiaal opleveren
dan een zuiver metaal.
2 Geef een verklaring op microniveau hoe metalen elektrische stroom kunnen geleiden.
3 Geef twee eigenschappen van een thermoharder, een thermoplast en een elastomeer en geef
van elk een schematische tekening
4 Verklaar op microniveau waarom een polymeer met een langere keten een hoger smeltpunt zal
hebben dan een polymeer, opgebouwd met hetzelfde type monomeer, met een kortere keten.
5 Verklaar op microniveau waarom toevoeging van een weekmaker een aanvankelijk hard
polymeer zacht kan worden.
6 Geef de ISO-code van polyacrylonitril.
7 Geef een verklaring waarom keramische materialen vaak harder zijn dan metalen en zeer
weerbestendig zijn.
8 Waarom worden zouten vaak niet tot de keramische materialen gerekend?
9 a Geef in structuurformules de reactievergelijking van de polymerisatie van but-1-een
tot polybut-1-een met polymerisatiegraad n.
b Teken drie repeterende eenheden van dit polymeer.
c Beschrijf een propagatiestap in deze polymerisatie waarbij gebruik wordt gemaakt van
het radicaal BzO∙.
d Verklaar waarom tijdens de polymerisatie van but-1-een geen zijketens kunnen
ontstaan.
10 Uitgaande van de beschrijving in woorden moet je de repeterende eenheid in
structuurformules kunnen opstellen.
a Geef in structuurformules twee repeterende eenheden van ethaan-1,2-diamine en
oxaalzuur.
b Welk type polymeer ontstaat hierbij?
11 Waar moet een monomeer in een condensatiepolymerisatie minimaal aan voldoen om
zijketens te kunnen vormen?
12 Waarom kunnen muren van luchtkalk een hardingstijd hebben van jaren, terwijl dikke
betonnen constructies een droogtijd hebben van enkele weken?
13 Leg uit waarom de mesostructuren in beton van belang zijn voor de sterkte.
14 Leg uit waarom een composiet vaak veel sterker is dan de afzonderlijke materialen waaruit het
composiet is opgebouwd.
15 Leg uit waarom crosslinks tussen polymeren enerzijds kunnen leiden tot een zacht en
veerkrachtig materiaal, en anderzijds tot een zeer hard materiaal.
16 Verklaar op micro- en mesoniveau hoe supervezels in principe hun extreem grote treksterkte
krijgen.
1
,Nova Scheikunde 6 vwo Hoofdstuk 11 Diagnostische toets
17 Bij de UvA hebben onderzoekers een nieuw polymeer gemaakt uit glycerol en citroenzuur.
Serieus afbreekbaar bioplastic
UvA promoot polyester van glycerol en citroenzuur
Arjen Dijkgraaf
Van glycerol en citroenzuur kun je een polyester maken die pas écht goed biologisch
afbreekbaar is. Binnen een paar jaar is het weg, meldden UvA-onderzoekers Albert Alberts en
Gadi Rothenberg.
In een persbericht wist de universiteit het nieuws zó overtuigend te hypen (citaat: ‘bij
massaproductie leidt dit niet tot plastic soep in de oceanen...’) dat het de voorpagina van het
Parool haalde.
Dat het wondermateriaal bestond, zong al langer rond. Maar tot nu toe was de samenstelling
geheim. Pas vorige week werden de drie belangrijkste octrooien (EP2697293, EP2697294 en
EP2697321) openbaar en kon worden onthuld dat het een polyester is van een alifatische
polyalcohol en een tricarboxylzuur. Lees: glycerol en citroenzuur.
De octrooien verraden dat het polyester vooral dient als bindmiddel. Je kunt het vermengen
met een hoog percentage glas-, koolstof- of houtvezels, of het als lijm gebruiken in
multiplexplaat. In het persbericht wordt uitgelegd dat je er ook glas of metaal mee kunt
verlijmen. Collega’s van de Hogeschool van Amsterdam hebben op deze manier al een tafel
geproduceerd die ze zojuist aan het gezamenlijke College van Bestuur cadeau hebben gedaan.
Volgens Alberts kun je het zelfs vermengen met conventionele polymeren, die daardoor ook
enigszins biodegradeerbaar worden.
Die snelle afbreekbaarheid wordt voornamelijk veroorzaakt doordat het polyester langzaam
oplost in water (vandaar dat de bovenste laag van die tafel uit een glazen plaat bestaat). De
monomeren zijn puur natuur, en dus nauwelijks belastend voor het milieu.
Rothenberg en Alberts, eigenlijk katalyse-experts, ontdekten het per ongeluk toen ze werkten
aan de synthese van biobrandstoffen. Ze verwachten dat de uitvinding, die de naam Glycix
heeft meegekregen, binnen twee jaar klaar kan zijn voor industriële toepassing, mits een
commerciële partner wordt gevonden die het aandurft.
Bron: UvA, Het Parool
Bron: www.c2w.nl, 24 februari 2014.
a Teken de structuurformules van glycerol en citroenzuur.
b Leg uit dat van deze stoffen een polyester kan worden gemaakt.
c Leg uit op microniveau dat van deze stoffen zowel een thermoplast als een
thermoharder kan worden gemaakt.
d Teken een stukje van het polyester met minimaal twee repeterende eenheden met aan
de eenheid rechts een zijketen aan een glyceroleenheid waarbij één repeterende eenheid
zichtbaar is.
De polyester is volgens het artikel niet bestand tegen water.
e Geef de naam van de reactie die optreedt als de polyester reageert met water.
f Geef de naam van het type materiaal dat ontstaat als je vezels mengt met polymeren.
2
, Nova Scheikunde 6 vwo Hoofdstuk 11 Diagnostische toets uitwerkingen
Diagnostische toets
11 Materialen
Uitwerkingen
1 Een legering bestaat uit minimaal twee soorten metalen waarvan de atomen door elkaar zijn
gestapeld in een metaalrooster. Omdat metaalatomen van verschillende metalen in grootte van
elkaar verschillen, zullen de atoomlagen onder druk moeilijker langs elkaar kunnen glijden.
Dit resulteert in een harder materiaal.
2 Metalen bestaan op microniveau uit een regelmatige stapeling van metaalatomen in een
metaalrooster. Omdat de valentie-elektronen van de metaalatomen zich vrij door het
metaalrooster kunnen bewegen, is een metaal in staat elektrische stroom te geleiden.
3 – Een thermoharder is vast bij kamertemperatuur en wordt harder bij
verwarmen/verhitten.
– Een thermoplast is vast bij kamertemperatuur en wordt zacht bij verwarmen.
– Een elastomeer is vast bij kamertemperatuur, rekt uit als je eraan trekt maar neemt
weer de oude vorm aan als je stopt met trekken.
Zie figuur 1.
▲ figuur 1
(a) thermoplast zonder crosslinks; (b) thermoharder met crosslinks; (c) elastomeer met enkele
crosslinks
4 Moleculen trekken elkaar aan door intermoleculaire krachten (zoals vanderwaalsbindingen en
waterstofbruggen). Hoe langer de polymeerketens zijn, hoe sterker de vanderwaalsbindingen
en hoe sterker deze polymeermoleculen elkaar aantrekken en dus hoe hoger het smeltpunt zal
zijn.
1
Diagnostische toets
11 Materialen
1 Geef een verklaring op microniveau waarom legeringen vaak een harder materiaal opleveren
dan een zuiver metaal.
2 Geef een verklaring op microniveau hoe metalen elektrische stroom kunnen geleiden.
3 Geef twee eigenschappen van een thermoharder, een thermoplast en een elastomeer en geef
van elk een schematische tekening
4 Verklaar op microniveau waarom een polymeer met een langere keten een hoger smeltpunt zal
hebben dan een polymeer, opgebouwd met hetzelfde type monomeer, met een kortere keten.
5 Verklaar op microniveau waarom toevoeging van een weekmaker een aanvankelijk hard
polymeer zacht kan worden.
6 Geef de ISO-code van polyacrylonitril.
7 Geef een verklaring waarom keramische materialen vaak harder zijn dan metalen en zeer
weerbestendig zijn.
8 Waarom worden zouten vaak niet tot de keramische materialen gerekend?
9 a Geef in structuurformules de reactievergelijking van de polymerisatie van but-1-een
tot polybut-1-een met polymerisatiegraad n.
b Teken drie repeterende eenheden van dit polymeer.
c Beschrijf een propagatiestap in deze polymerisatie waarbij gebruik wordt gemaakt van
het radicaal BzO∙.
d Verklaar waarom tijdens de polymerisatie van but-1-een geen zijketens kunnen
ontstaan.
10 Uitgaande van de beschrijving in woorden moet je de repeterende eenheid in
structuurformules kunnen opstellen.
a Geef in structuurformules twee repeterende eenheden van ethaan-1,2-diamine en
oxaalzuur.
b Welk type polymeer ontstaat hierbij?
11 Waar moet een monomeer in een condensatiepolymerisatie minimaal aan voldoen om
zijketens te kunnen vormen?
12 Waarom kunnen muren van luchtkalk een hardingstijd hebben van jaren, terwijl dikke
betonnen constructies een droogtijd hebben van enkele weken?
13 Leg uit waarom de mesostructuren in beton van belang zijn voor de sterkte.
14 Leg uit waarom een composiet vaak veel sterker is dan de afzonderlijke materialen waaruit het
composiet is opgebouwd.
15 Leg uit waarom crosslinks tussen polymeren enerzijds kunnen leiden tot een zacht en
veerkrachtig materiaal, en anderzijds tot een zeer hard materiaal.
16 Verklaar op micro- en mesoniveau hoe supervezels in principe hun extreem grote treksterkte
krijgen.
1
,Nova Scheikunde 6 vwo Hoofdstuk 11 Diagnostische toets
17 Bij de UvA hebben onderzoekers een nieuw polymeer gemaakt uit glycerol en citroenzuur.
Serieus afbreekbaar bioplastic
UvA promoot polyester van glycerol en citroenzuur
Arjen Dijkgraaf
Van glycerol en citroenzuur kun je een polyester maken die pas écht goed biologisch
afbreekbaar is. Binnen een paar jaar is het weg, meldden UvA-onderzoekers Albert Alberts en
Gadi Rothenberg.
In een persbericht wist de universiteit het nieuws zó overtuigend te hypen (citaat: ‘bij
massaproductie leidt dit niet tot plastic soep in de oceanen...’) dat het de voorpagina van het
Parool haalde.
Dat het wondermateriaal bestond, zong al langer rond. Maar tot nu toe was de samenstelling
geheim. Pas vorige week werden de drie belangrijkste octrooien (EP2697293, EP2697294 en
EP2697321) openbaar en kon worden onthuld dat het een polyester is van een alifatische
polyalcohol en een tricarboxylzuur. Lees: glycerol en citroenzuur.
De octrooien verraden dat het polyester vooral dient als bindmiddel. Je kunt het vermengen
met een hoog percentage glas-, koolstof- of houtvezels, of het als lijm gebruiken in
multiplexplaat. In het persbericht wordt uitgelegd dat je er ook glas of metaal mee kunt
verlijmen. Collega’s van de Hogeschool van Amsterdam hebben op deze manier al een tafel
geproduceerd die ze zojuist aan het gezamenlijke College van Bestuur cadeau hebben gedaan.
Volgens Alberts kun je het zelfs vermengen met conventionele polymeren, die daardoor ook
enigszins biodegradeerbaar worden.
Die snelle afbreekbaarheid wordt voornamelijk veroorzaakt doordat het polyester langzaam
oplost in water (vandaar dat de bovenste laag van die tafel uit een glazen plaat bestaat). De
monomeren zijn puur natuur, en dus nauwelijks belastend voor het milieu.
Rothenberg en Alberts, eigenlijk katalyse-experts, ontdekten het per ongeluk toen ze werkten
aan de synthese van biobrandstoffen. Ze verwachten dat de uitvinding, die de naam Glycix
heeft meegekregen, binnen twee jaar klaar kan zijn voor industriële toepassing, mits een
commerciële partner wordt gevonden die het aandurft.
Bron: UvA, Het Parool
Bron: www.c2w.nl, 24 februari 2014.
a Teken de structuurformules van glycerol en citroenzuur.
b Leg uit dat van deze stoffen een polyester kan worden gemaakt.
c Leg uit op microniveau dat van deze stoffen zowel een thermoplast als een
thermoharder kan worden gemaakt.
d Teken een stukje van het polyester met minimaal twee repeterende eenheden met aan
de eenheid rechts een zijketen aan een glyceroleenheid waarbij één repeterende eenheid
zichtbaar is.
De polyester is volgens het artikel niet bestand tegen water.
e Geef de naam van de reactie die optreedt als de polyester reageert met water.
f Geef de naam van het type materiaal dat ontstaat als je vezels mengt met polymeren.
2
, Nova Scheikunde 6 vwo Hoofdstuk 11 Diagnostische toets uitwerkingen
Diagnostische toets
11 Materialen
Uitwerkingen
1 Een legering bestaat uit minimaal twee soorten metalen waarvan de atomen door elkaar zijn
gestapeld in een metaalrooster. Omdat metaalatomen van verschillende metalen in grootte van
elkaar verschillen, zullen de atoomlagen onder druk moeilijker langs elkaar kunnen glijden.
Dit resulteert in een harder materiaal.
2 Metalen bestaan op microniveau uit een regelmatige stapeling van metaalatomen in een
metaalrooster. Omdat de valentie-elektronen van de metaalatomen zich vrij door het
metaalrooster kunnen bewegen, is een metaal in staat elektrische stroom te geleiden.
3 – Een thermoharder is vast bij kamertemperatuur en wordt harder bij
verwarmen/verhitten.
– Een thermoplast is vast bij kamertemperatuur en wordt zacht bij verwarmen.
– Een elastomeer is vast bij kamertemperatuur, rekt uit als je eraan trekt maar neemt
weer de oude vorm aan als je stopt met trekken.
Zie figuur 1.
▲ figuur 1
(a) thermoplast zonder crosslinks; (b) thermoharder met crosslinks; (c) elastomeer met enkele
crosslinks
4 Moleculen trekken elkaar aan door intermoleculaire krachten (zoals vanderwaalsbindingen en
waterstofbruggen). Hoe langer de polymeerketens zijn, hoe sterker de vanderwaalsbindingen
en hoe sterker deze polymeermoleculen elkaar aantrekken en dus hoe hoger het smeltpunt zal
zijn.
1
