EPDM-rubber
Alle eindexamens

Eindexamen

EPDM-rubber

Dit zijn opgaven 13 t/m 19 uit het eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 2.

Je hebt de uitwerkbijlage nodig voor vraag 18. Deze is bovenaan de pagina te downloaden onder .

 

Wil je bij opgave 1 starten? Ga dan naar het begin van dit examen.

EPDM-rubber

EPDM-rubber is een synthetische rubbersoort, die veel wordt gebruikt in de auto-industrie voor bijvoorbeeld afdichtingsstrips en raamrubbers. Bij de productie van EPDM-rubber wordt eerst thermoplastisch EPDM (t-EPDM) gemaakt. Hierbij ondergaat een mengsel van etheen, propeen en een zogeheten dieen een additie-polymerisatie. Een veelgebruikt dieen hierbij is ethylideen-norborneen (ENB). De structuurformule van ENB is hieronder weergegeven. Bij de vorming van t-EPDM reageert alleen de C=C- binding die zich in de ring bevindt.

 

Vraag 13 (3 punten)

Teken de structuurformule van een gedeelte van een molecuul t-EPDM. Dit gedeelte moet komen uit het midden van een molecuul en moet bestaan uit één eenheid van etheen, propeen en ENB.

Vraag 14 (2 punten)

De polymerisatie tot t-EPDM verloopt onder invloed van een katalysator. Er zijn twee types katalysator beschikbaar:

  • Type 1: hiermee wordt de vorming van een willekeurig (random) copolymeer bevorderd;
  • Type 2: hiermee wordt de vorming van een blok-copolymeer bevorderd.

 

Het blijkt dat de keuze van het type katalysator een sterke invloed heeft op de vorming van kristallijne gebieden in het t-EPDM. In een kristallijn gebied vertonen de polymeerketens een grote mate van ordening. In t-EPDM zijn geen crosslinks aanwezig tussen de polymeerketens.

Leg uit of toepassing van een katalysator type 2 bij de polymerisatie leidt tot een groter of kleiner percentage kristallijne gebieden. Gebruik hierbij Binas-tabel 66F of ScienceData-tabel 11.1.3.

Vraag 15 (2 punten)

De vervormbaarheid van t-EPDM wordt minder naarmate het materiaal meer kristallijne gebieden bevat.

Leg uit dat t-EPDM met een groot percentage kristallijne gebieden een kleinere vervormbaarheid heeft dan t-EPDM met een klein percentage kristallijne gebieden. Gebruik hierbij begrippen op microniveau.

Vraag 16 (2 punten)

Het t-EPDM wordt vervolgens omgezet tot het eindproduct EPDM-rubber. Tot voor kort werd EPDM-rubber geproduceerd op basis van fossiele grondstoffen. In Brazilië gebruikt men nu bio-ethanol uit suikerriet in plaats van aardolie als grondstof voor het benodigde etheen. De omzetting van ethanol tot etheen is hieronder weergegeven.

Het etheen afkomstig uit reactie 1 wordt vervolgens gebruikt om EPDM-rubber te produceren onder de merknaam Keltan®-Eco. Biogebaseerde producten worden gecontroleerd om misbruik van belastingvoordelen te voorkomen. Hiertoe wordt het gehalte 14C-atomen in het product bepaald. 14C-atomen worden in de atmosfeer door kosmische straling gevormd uit 14N-atomen. Uit de 14C-atomen wordt in de atmosfeer snel 14CO2 gevormd. Het gehalte 14C in de atmosfeer is constant. Het gehalte 14C in biomassa bedraagt hierdoor gemiddeld 1,5 · 10–6 ppm van alle C-atomen. De 14C-atomen worden in de loop van de tijd door radioactief verval omgezet tot 14N-atomen.

Leg uit of het gehalte 14C in Keltan®-Eco hoger of lager is dan in EPDM-rubber dat is geproduceerd op basis van fossiele grondstoffen.

Vraag 17 (4 punten)

Reactie 1 is endotherm. De benodigde warmte wordt in het proces geleverd door verbranding van de resten van het suikerriet.

Bereken de massa in kilogram suikerriet-resten die nodig is om de energie te leveren voor de omzetting van 1,0 ton ethanol tot etheen.

  • Gebruik Binas-tabel 28B en 57 of ScienceData-tabel 8.7b en 9.2.
  • Neem aan dat de suikerriet-resten volledig bestaan uit hout.
  • Een ton is 103 kg.

 

Let op: op een examen verwacht een docent de hele berekening zoals in de uitwerking staat.

Vul een antwoord in.

Helaas. Het antwoord is niet juist. Probeer het nog een keer!

Klopt! Het gegeven antwoord is juist.

Vraag 18 (2 punten)

De omzetting van ethanol tot etheen vindt plaats aan het oppervlak van een aluminiumoxide-katalysator. Op de uitwerkbijlage (deze download je bovenaan deze pagina) is een deel van het oppervlak weergegeven. Uit onderzoek is gebleken dat de OH-groepen en de O-groepen aan het oppervlak een belangrijke rol spelen in de katalytische werking. Men vermoedt dat hierbij waterstofbruggen worden gevormd tussen moleculen  ethanol en de aanwezige groepen op het oppervlak.

Teken op de uitwerkbijlage  hoe een molecuul ethanol met twee waterstofbruggen gebonden is aan het oppervlak. Geef elke waterstofbrug weer met een stippellijn.

Vraag 19 (4 punten)

Per mol monomeereenheden van Keltan®-Eco is gemiddeld 0,55 mol etheen, 0,40 mol propeen (C3H6) en 0,050 mol ENB aanwezig.

Bereken het volume in liter propeen dat minimaal nodig is om 1,0 kg Keltan®-Eco te produceren. Gebruik hierbij onder andere de volgende gegevens:

  • De dichtheid van propeen is 1,75 kg m–3.
  • De gemiddelde molaire massa van een monomeereenheid van Keltan®-Eco is 38,3 g mol–1.

 

Let op: op een examen verwacht een docent de hele berekening zoals in de uitwerking staat.

Vul een antwoord in.

Helaas. Het antwoord is niet juist. Probeer het nog een keer!

Klopt! Het gegeven antwoord is juist.

Ga naar de volgende opgaven van dit eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 2 deel 4.

Bron: examenblad.nl

Bekijk ook eens

studiehulp icoon Dioxines en PCB’s
Scheikunde | Vwo | 6
Eindexamen
Dioxines en PCB’s
Vragen 1 t/m 4 uit eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 3.
Lees meer
studiehulp icoon Alcoholen uit CO2
Scheikunde | Vwo | 6
Eindexamen
Alcoholen uit CO2
Vragen 5 t/m 10 uit eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 3.
Lees meer
studiehulp icoon Biodiesel uit sheaboter
Scheikunde | Vwo | 6
Eindexamen
Biodiesel uit sheaboter
Vragen 11 t/m 13 uit eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 3.
Lees meer
studiehulp icoon Bacteriële polymeren
Scheikunde | Vwo | 6
Eindexamen
Bacteriële polymeren
Vragen 14 t/m 19 uit eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 3.
Lees meer
studiehulp icoon Ademtest voor leverziekte
Scheikunde | Vwo | 6
Eindexamen
Ademtest voor leverziekte
Vragen 20 t/m 24 uit eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 3.
Lees meer
studiehulp icoon Cadmiumgeel
Scheikunde | Vwo | 6
Eindexamen
Cadmiumgeel
Vragen 1 t/m 6 uit eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 2.
Lees meer
studiehulp icoon Merox
Scheikunde | Vwo | 6
Eindexamen
Merox
Vragen 7 t/m 12 uit eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 2.
Lees meer
studiehulp icoon Voedsellijm
Scheikunde | Vwo | 6
Eindexamen
Voedsellijm
Vragen 20 t/m 25 uit eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 2.
Lees meer
studiehulp icoon Biodiesel uit algen
Scheikunde | Vwo | 6
Eindexamen
Biodiesel uit algen
Vragen 1 t/m 5 uit eindexamen scheikunde vwo 2023 tijdvak 1.
Lees meer
studiehulp icoon Gerolsteiner®
Scheikunde | Vwo | 6
Eindexamen
Gerolsteiner®
Vragen 6 t/m 11 uit eindexamen scheikunde vwo 2023 tijdvak 1.
Lees meer