Hoofdstuk 5, Aardolie en aardolieproducten

Scheikunde samenvatting H5 aardolie en aardolieproducten Weetjes: - Aardolie is een mengsel van vele duizenden verschillende stoffen. - De destillatie van aardolie is een continu proces. - Het merendeel van de aardoliefracties wordt gebruikt voor brandstof. 1. Aardolie Door destillatie wordt aardolie in acht fracties gescheiden. Fractie betekent: een deel van. Elke fractie heeft geen kookpunt maar een kooktraject. Omdat fracties mengsels zijn. Het wordt ook wel gefractioneerde destillatie genoemd. Boven in de toren is het het koudst. De gecondenseerde stoffen worden in bakken opgevangen, die bakken heten schotels. Boven in de kolom worden gassen opgevangen en onderin het residu. De verkregen aardoliefracties zijn nog geen eindproducten. De fracties moeten eerst nog verder bewerkt worden. Aardolie bestaat voornamelijk uit koolwaterstoffen. Koolwaterstoffen bestaan uitsluitend uit de elementen koolstof en waterstof {CxHy}. Alkanen is een groepstoffen die voldoen aan de algemene formule CnH2n+2. Stof molecuulformule
Methaan CH4

Ethaan C2H6
Propaan C3H8
Butaan C4H10
Pentaan C5H12
Hexaan C6H14
Heptaan C7H16
Octaan C8H18
Nonaan C9H20
Decaan C10H22 2. molecuulbouw en isomerie Je kunt moleculen weergeven met structuurformules. Met streepjes tussen de elementsymbolen is aangegeven welke atomen aan elkaar gebonden zijn. Je kunt ook een ruimtelijke tekening van een molecuul maken. In aardolie zitten vele duizenden verschillende koolwaterstoffen. Dat komt omdat je met koolstofatomen makkelijk lange ketens kunt vormen. Koolstofketens kunnen ook vertakken. In een vertakte keten liggen de koolstofatomen niet allemaal op een rij. Daardoor kun je met hetzelfde aantal C- en H-atomen vaak verschillende moleculen bouwen. Verschillende stoffen met dezelfde molecuulformule maar met een verschillende structuurformule heten isomeren. 3. kunststoffen maken Van aardolie worden ook kunststoffen gemaakt. Ze worden gemaakt van macromoleculen. Dat zijn lange koolstofketens die uit duizenden koolstofatomen bestaan. Voor kunststoffen wordt vooral de naftafractie gebruikt. De fractie van nafta is een mengsel van koolwater stoffen met molecuulformules variërend van C4H10 tot C12H26. uit deze formules kunnen macroformules gemaakt worden. Dat gebeurt in twee stappen: kraken en polymeriseren. Door de nafta sterk te verhitten breken grotere koolwaterstofmoleculen in stukken. Dit heet thermisch kraken en het gebeurt zonder dat er zuurstof aanwezig is. Het kraken kan ook gebeuren in aanwezigheid van een katalysator. Je spreekt dan van katalytisch kraken. Voorbeeld: Pentaan → propaan + etheen

C5H12 → C3H8 + C2H4
De gevormde etheen is geen alkaan. Tussen de twee C-atomen staan twee streepjes dat heet een dubbele binding. Etheen is een monomeer. Monomeer is de algemene naam voor de beginstof die gebruikt wordt bij het maken van kunststoffen. Onder bepaalde omstandigheden kun je vele monomeermoleculen aan elkaar koppelen. Daarbij ontstaan macromoleculen. Dat is polymerisatie. 4. kunststoffen gebruiken Kunststoffen kun je indelen in thermoplasten en thermoharders. Bij deze indeling word gekeken naar wat er gebeurt als je kunststoffen verwarmt. Thermoplasten worden zacht bij verwarming. Bij verwarming gaan de ketens langs elkaar bewegen. De stof wordt zacht. Thermoharders worden niet zacht als je ze verwarmt. Ze blijven stug en stevig. Bij deze kunststoffen zijn de lange koolstofketens onderling aan elkaar gekoppeld. De ketens kunnen niet langs elkaar bewegen. De stof blijft hard. Kunststoffen worden ook gebruikt om er composieten van te maken. Composieten zijn combinaties van materialen. Je kunt vezels in twee soorten verdelen: kunstvezels en natuurvezels. Elkele verschillen tussen natuur- en kunstvezels zijn: - kunstvezels zijn sterker - kunstvezels nemen niet of zeer slecht water {vocht} op. - Vetvlekken hechten veel beter aan kunstvezels dan aan natuurvezels. In veel kledingstukken zijn zowel kunst- als natuurvezels verwerkt. Dan krijg je composieten: nieuwe materialen met andere eigenschappen. De kunstoffen die bij het afval terecht komen worden verbrand. Bij die verbranding kunnen er stoffen ontstaan die schadelijk zijn voor het milieu en voor de gezondheid. Om aardolie te besparen en het milieu te ontzien gaat men steeds meer recyclen {hergebruiken}. Het recyclen van kunststoffen is wel lastig omdat: - er zoveel soorten kunststoffen bestaan, die vaak veel op elkaar lijken - kunststoffen vaak toevoegingen bevatten, zoals kleurstoffen en weekmakers, die het recyclen moeilijk maken.