Opgaver til T1.2

Opgaverne hører til siden T1.2 Bakelit og hærdeplast. Prøv selv, før du åbner hjælpen under opgaven.

Opgave T1.2.1: De vigtigste ord

1. Hvad betyder det, at en plast er syntetisk?
2. Hvilken plast var den første syntetiske plast, og hvilke to små molekyler blev den lavet af?
3. Hvad kaldes plast, som bliver blød i varme og kan smeltes om igen og igen?
4. Hvad kaldes plast, som bliver hård én gang for alle og ikke smelter?

TipHjælp 1

Ordene står med fed skrift på siden T1.2. Svaret på b står i afsnittet Den første helt syntetiske plast.

TipHjælp 2

I a kan du sammenligne med halvsyntetisk plast fra siden T1.1, som er lavet af naturlige polymerer. I c og d handler det om, hvad der sker med plasten, når den bliver varm.

NoteFacit

1. At plasten er bygget helt af små molekyler og ikke af naturlige polymerer.
2. Bakelit fra 1907. Leo Baekeland lavede den af phenol og formaldehyd.
3. Termoplast.
4. Hærdeplast.

Opgave T1.2.2: Termoplast eller hærdeplast?

Tabellen viser seks beskrivelser af plast.

	Beskrivelse
A	En bærepose af polyethen bliver blød og krøller sammen, når den kommer for tæt på en varm kogeplade.
B	Et grydehåndtag af bakelit bliver ikke blødt, når gryden er varm.
C	Brugte flasker bliver smeltet og formet til nye flasker.
D	En gammel stikkontakt bliver sort og forkuller i en brand, men den smelter ikke.
E	Kæderne i plasten er bundet sammen i et tæt netværk.
F	Kæderne i plasten er ikke bundet til hinanden.

1. Afgør for hver beskrivelse, om den passer på en termoplast eller på en hærdeplast.
2. Hvilken af de to slags plast kan genbruges ved at blive smeltet om?
3. Vulkaniseret gummi ligger midt imellem termoplast og hærdeplast. Forklar hvorfor.

TipHjælp 1

Læs afsnittet Termoplast og hærdeplast på siden T1.2, og se på figuren med de tre måder, kæderne kan ligge på.

TipHjælp 2

En termoplast bliver blød i varme og kan smeltes om. En hærdeplast smelter ikke, men forkuller, hvis den bliver varm nok.

Til c kan du begynde sådan: “I vulkaniseret gummi er kæderne bundet sammen …, så gummiet er …, men …”

NoteFacit

1. A, C og F passer på en termoplast. B, D og E passer på en hærdeplast.
2. Termoplast, fordi den kan smeltes om til nye ting.
3. I vulkaniseret gummi er kæderne kun bundet sammen hist og her. Kæderne kan derfor bevæge sig lidt, så gummiet er blødt og elastisk, men broerne holder dem på plads, så gummiet ikke smelter.

Opgave T1.2.3: Hvorfor bliver polyethen blød?

Polyethen er en termoplast, og kæderne i polyethen ligner meget lange alkaner.

1. Er kæderne i polyethen bundet til hinanden?
2. Hvad sker der med kæderne, når polyethen bliver varm?
3. Forklar, hvorfor bakelit ikke smelter, når den bliver varm.
4. Pentan, C₅H₁₂, er en væske ved stuetemperatur, mens polyethen er et fast stof. Brug afsnit 6.1 til at forklare forskellen.

TipHjælp 1

Læs afsnittet Termoplast og hærdeplast på siden T1.2. Til d skal du læse afsnittet Kogepunktet stiger med kædens længde i afsnit 6.1.

TipHjælp 2

Du kan begynde dine sætninger sådan:

• Kæderne i polyethen er ikke …, men de holder fast i hinanden ligesom …
• Når plasten bliver varm, slipper kæderne … og kan …
• I bakelit er kæderne bundet sammen i et …, så de ikke kan …
• En kæde i polyethen er meget længere end et pentanmolekyle. Derfor er den flade, hvor to kæder rører hinanden, …

NoteFacit

1. Nej. Kæderne er ikke bundet til hinanden, men de holder fast i hinanden ligesom alkanerne i afsnit 6.1.
2. Kæderne slipper hinanden og kan glide forbi hinanden. Plasten bliver derfor blød og kan formes.
3. I bakelit er kæderne bundet sammen i et netværk, så de ikke kan glide forbi hinanden, og plasten smelter derfor ikke. Bliver den varm nok, bliver bindingerne brudt, og plasten forkuller.
4. Et pentanmolekyle har kun 5 carbonatomer, mens en kæde i polyethen har tusindvis. Jo længere kæderne er, jo større er den flade, hvor to kæder rører hinanden, og jo bedre holder de fast i hinanden. Kæderne i polyethen holder så godt fast i hinanden, at plasten er fast ved stuetemperatur.

Opgave T1.2.4: Hvilke atomer bliver til vand?

Se på figuren med phenol og formaldehyd på siden T1.2.

1. Hvilket atom fra formaldehyd binder de to ringe sammen?
2. Hvilket atom fra formaldehyd bliver til en del af vandmolekylet?
3. Hvor kommer de to hydrogenatomer i vandmolekylet fra?
4. Hver ring kan blive bundet til andre ringe tre steder. Forklar, hvorfor bakelit derfor bliver et netværk og ikke en lang kæde.

TipHjælp 1

Læs afsnittet Sådan bliver bakelit dannet på siden T1.2. De atomer, der bliver til vand, er farvet blå i figuren.

TipHjælp 2

Formaldehyd består af ét carbonatom, ét oxygenatom og to hydrogenatomer. Et vandmolekyle har ét oxygenatom og to hydrogenatomer, men de to hydrogenatomer kommer ikke fra formaldehyd.

Til d kan du begynde sådan: “Kunne hver ring kun bindes to steder, ville ringene …, men med tre steder …”

NoteFacit

1. Carbonatomet.
2. Oxygenatomet.
3. Ét hydrogenatom kommer fra hver af de to ringe af phenol.
4. Kunne hver ring kun bindes to steder, ville ringene sidde på række i en lang kæde. Med tre steder kan en kæde også skyde en ny kæde ud til siden, og kæderne bliver bundet sammen i alle retninger, så hele genstanden bliver ét stort netværk.

Opgave T1.2.5: Tæl atomerne

På siden T1.2 står det første trin, når bakelit dannes:

2 C₆H₆O + CH₂O → C₁₃H₁₂O₂ + H₂O

1. Hvilket stof har molekylformlen C₆H₆O, og hvilket har molekylformlen CH₂O?
2. Tæl atomerne af hvert grundstof før og efter pilen, og skriv dem i tabellen.

Grundstof	Før pilen	Efter pilen
C
H
O

3. Er reaktionsskemaet afstemt?
4. Hvorfor står der 2 foran C₆H₆O?

TipHjælp 1

Atomerne tælles som i afsnit 1.4: gang koefficienten med det lille tal i formlen. Står der ikke noget tal, er det 1.

TipHjælp 2

Før pilen er der 2 phenolmolekyler med 6 carbonatomer i hvert, altså 12 carbonatomer, og 1 carbonatom i formaldehyd. Hydrogenatomerne findes efter pilen både i C₁₃H₁₂O₂ og i H₂O.

Til d: Tænk på, hvor mange ringe formaldehyd binder sammen.

NoteFacit

1. C₆H₆O er phenol, og CH₂O er formaldehyd.

2. Atomerne fordeler sig sådan:

Grundstof	Før pilen	Efter pilen
C	13	13
H	14	14
O	3	3

Før pilen kommer de 14 hydrogenatomer fra phenol (12) og formaldehyd (2), og efter pilen fra C₁₃H₁₂O₂ (12) og vand (2).

3. Ja. Der er lige mange atomer af hvert grundstof på begge sider.
4. Ét molekyle formaldehyd binder to ringe af phenol sammen.

Opgave T1.2.6: Vandet fra bakelit

Hvor meget vand dannes der, når 50,0 g phenol reagerer med formaldehyd? Regn med, at al phenol reagerer, som reaktionsskemaet viser. Brug atommasserne C 12,01 u, H 1,008 u og O 16,00 u.

	2 C6H6O	+	CH2O	→	C13H12O2	+	H2O
m	50,0 g
M
n

1. Beregn molarmassen af phenol, C₆H₆O.
2. Beregn molarmassen af vand, H₂O.
3. Trin 1, ned: Beregn stofmængden af phenol.
4. Trin 2, på tværs: Find stofmængden af vand.
5. Trin 3, op: Beregn massen af vand.

TipHjælp 1

Molarmasserne beregnes som i afsnit 4.2. Tegn skemaet af, og fyld det ud trin for trin: ned, på tværs og op, som i afsnit 4.5. Du skal kun regne på phenol og vand.

TipHjælp 2

Formlen for molarmassen er M(C₆H₆O) = 6 · M(C) + 6 · M(H) + M(O).

Koefficienterne er 2 for C₆H₆O og 1 for H₂O, så der dannes halvt så mange mol vand, som der bruges phenol. I trin 3 ganges stofmængden med molarmassen.

NoteFacit

1. Molarmassen af phenol er

\[ M(\mathrm{C_6H_6O}) = (6 \cdot 12{,}01 + 6 \cdot 1{,}008 + 16{,}00)\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} = 94{,}11\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} \]

2. Molarmassen af vand er

\[ M(\mathrm{H_2O}) = (2 \cdot 1{,}008 + 16{,}00)\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} = 18{,}02\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} \]

3. Stofmængden af phenol er

\[ n(\mathrm{C_6H_6O}) = \frac{m}{M} = \frac{50{,}0\ \mathrm{g}}{94{,}11\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}} = 0{,}531\ \mathrm{mol} \]

4. Forholdet er 2 : 1.

\[ n(\mathrm{H_2O}) = \frac{1}{2} \cdot 0{,}531\ \mathrm{mol} = 0{,}266\ \mathrm{mol} \]

5. Massen af vand er

\[ m(\mathrm{H_2O}) = n \cdot M = 0{,}266\ \mathrm{mol} \cdot 18{,}02\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} = 4{,}79\ \mathrm{g} \]

Der dannes 4,79 g vand.

	2 C6H6O	+	CH2O	→	C13H12O2	+	H2O
m	50,0 g						4,79 g
M	94,11 g/mol						18,02 g/mol
n	0,531 mol						0,266 mol

Opgave T1.2.7: Margrethe-skålen

Margrethe-skålen kom i produktion i 1954 og er lavet af melamin, som er en hærdeplast af formaldehyd ligesom bakelit.

1. Hvorfor kan en skål af melamin tåle at komme i opvaskemaskinen?
2. Hvad ville der ske med en skål af en termoplast, der bliver blød ved den samme temperatur som vandet i opvaskemaskinen?
3. En gammel Margrethe-skål er gået i stykker. Forklar, hvorfor den ikke kan smeltes om til en ny skål.
4. Hvorfor bliver langt det meste plast i dag lavet som termoplast?

TipHjælp 1

Læs afsnittet Termoplast og hærdeplast på siden T1.2.

TipHjælp 2

Du kan begynde dine sætninger sådan:

• I melamin er alt bundet sammen i et …, så …
• I en termoplast er kæderne ikke …, så når plasten bliver varm, …
• Bliver melamin varmet stærkt op, smelter den ikke, men …
• Termoplast er en fordel, når plasten skal …

NoteFacit

1. Melamin er en hærdeplast, så alt er bundet sammen i et netværk. Intet kan glide, når skålen bliver varm, og derfor bliver den ikke blød.
2. Kæderne i termoplasten ville slippe hinanden og glide forbi hinanden, så skålen ville blive blød og miste sin form.
3. Netværket i melamin kan ikke smelte. Bliver skålen varmet stærkt op, bliver bindingerne brudt, og plasten forkuller i stedet for at blive flydende.
4. Termoplast kan smeltes om til nye ting, og det er en fordel, når plasten skal genbruges.