Scheikunde hoofdstuk 4

Scheikunde hoofdstuk 4
Koolstofverbindingen= organische chemie
Koolstof is vaak gebonden aan waterstof, stikstof,zwavel,fosfor of halogeen atomen.
De keten van koolstofatomen is koolstofskelet.
Alkanen: Verzadigde koolwaterstoffen= alleen enkele bindingen. CnH2n+2
Hierin is een homologe reeks te vinden. Een onvertakte keten heeft een hoger liggend kookpunt
dan een vertakte. Hoe meer vertakkingen hoe minder sterk = lager kookpunt. Hoe groter de
molecuul, hoe groter de massa hoe sterker de vanderwaalsbinding hoe hoger het kookpunt.
Isomeren zijn verschillende stoffen met dezelfde molecuul formule maar met verschillende
molecuulbouw en structuurformules.
De aard en de plaats van de vertakking vormen de naam. De vertakkingen noemen we de
alkylgroep. Je hebt methyl-, ethyl-, propyl= (1-methylethyl)= isopropyl en nog veel meer.
Algemene kenmerken van koolwaterstoffen:
Vertakt en onvertakt (koolstofskelet )
Verzadigd en onverzadigd(een of meer (drie)dubbele bindingen = verzadigd)
Cyclisch en acyclisch (rechte en vertakt is acyclisch tegenover de ringstructuur)
Alifatisch en aromatisch (aromatisch is benzeen)
benzeen: een op het eerste gezicht nogal normaal lijkende structuur met 3 dubbele bindingen,
C6H6 maar het is een cyclische koolwaterstof met allemaal dezelfde afstanden. Het is een ring
werk dat je aromatisch noemt.
In het dagelijks leven verbruiken we veel energie, voor veel processen wordt organische
verbranding als brandstof gebruikt. Bijvoorbeeld aardolie, aardgas, steenkool, cellulose, zetmeel
en vetten. De laatste horen bij ons dagelijks voedsel. Maar aardolie, aardgas en steenkool zijn
fossiele brandstoffen.
De koolstofkringloop was normaal gesloten, de platen zetten door fotosynthese koolstofdioxide
om in glucose en daaruit ontstaan andere koolstofverbindingen. Bij verbranding hiervan komt de
koolstofdioxide weer vrij. Maar in de loop van de tijd zijn veel koolstofverbindingen in aardolie,
gas een steenkoolmoleculen komen te zitten. Het gehalte is toen gedaald. Nu we ze verbranden
komt het CO2 weer vrij en stijgt het gehalte weer.
Sinds de ontdekking van omzetting van warmte in arbeid heeft de energieverbruik in de wereld
groots toegenomen.De meest bekende vormen van energie zijn chemische, elektrisch en
kernergie. Door overdracht van warmte kan de een in de andere vorm overgaan.
Fossiele brandstoffen ontstaan door planten resten en diertjes die onder de grond terecht zijn
gekomen, miljoenen jaren geleden. De organische verbindingen kunnen nu over de hele wereld
worden gewonnen. De locatie en de diepte speelt een rol bij het besluiten of men ook
daadwerkelijk deze stoffen wil opgraven.
Aardgas is een energiebron voor huishoudens en industrie, ook is het ene grondstof voor
synthesegas dat kan worden verwerkt tot ammoniak en kustmest.
steenkool was een belangrijk middel in de energievoorziening maar aardolie en aardgas waren in
vele opzichten beter. Als steenkoolgasvorming gemakkelijker wordt in de toekomst kan het
misschien zijn plek terug winnen.
Aardolie is een mengsel van vele stoffen, deze olie wordt gedestilleerd. De deelmengsels worden
fracties genoemd, ze worden vak als brandstof of grondstof gebruikt.
We moeten tegenwoordig naar alternatieve energiebronnen zoeken omdat fossiele brandstoffen
uit puttelijk zijn, over enkele tientallen jaren zullen ze uitgeput zijn. Enkele alternatieven zijn
zonne energie, energie uit wind en water, kernergie enz.
Het gebruik van de fossiele brandstoffen in deze jaren heeft heel wat gevolgen, sommige hiervan
hebben invloed op de toekomst van de wereld. Zoals het broeikaseffect. Een ander probleem is
de smogvorming en de zure regen. Dit kan worden teruggedrongen door zwaveldioxide en
stikstofoxide in de uitlaatgassen te verminderen dmv een driewegkatalysator., In de toekomst
kunnen brandstoffen als alcohol en waterstof een uitweg bieden. De CO2 in grote hoeveelheden
kan ook negatieve gevolgen hebben, een ervan is het broeikaseffect.
In de petrochemie worden aardoliefracties als grondstof gebruikt. Benzine ontstaat door
katalytisch reformeren van naftafractie en kraken van gasolie. De hogere percentages aromaten
en onverzadigde en vertakte koolwaterstoffen zorgen voor een hoger octaangetal. Dit staat voor
een hoger ontbrandingstemperatuur = een betere benzine, een hulpmiddel voor het verhogen van
het octaangetal is MTBE.
Door middel van verhitting kan nafta worden ontleed. Dit gebeurd in naftakrakers. Lange en
korte koolstofketens moleculen ontstaan hierdoor. Etheen en propeen zijn voorbeelden van
stoffen die gemaakt worden, het wordt gebruikt voor plastics.