Practicum: Polymeren – nylonsynthese en biopolymeren – Scheikunde Klas 4 VWO

In dit practicum voor klas 4 vwo syntheseer je nylon-6,10 via grensvlakpolymerisatie en vergelijk je eigenschappen van synthetische polymeren met biopolymeren (zetmeel, eiwitten, DNA). Je koppelt structuur aan mechanische en biologische functie.

Leerdoel

Na dit practicum kun je de polymerisatiereactie (condensatie, additie) beschrijven, de structuur van nylon-6,10 tekenen met peptidebindingen, eigenschappen van polymeren relateren aan ketenlengte en zijgroepen, en biopolymeren (zetmeel, eiwit) koppelen aan hun biologische functies.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: VWO klas 4 | Vak: Scheikunde | Domein: G1 Chemie van het leven, B4 Bindingen en structuren | Polymeer, monomeer, condensatiepolymerisatie, nylon, peptidebinding, biopolymeer, duurzaamheid

Benodigdheden

• 1,6-hexaandiamine-oplossing (5% in water, 20 mL)
• Sebacoylchloride-oplossing (5% in hexaan, 20 mL)
• Bekerglas (100 mL), pincet of staaf voor nylon opwinden
• Zetmeel, glucose, eiwit (bijv. gelatine) voor vergelijkende testen
• Jood-oplossing, biureet-reagent (voor eiwitdetectie)

Achtergrondinformatie

Nylon-6,10 wordt gevormd door condensatiepolymerisatie van 1,6-hexaandiamine en sebacoylchloride aan het grensvlak van twee lagen: amide-binding (-CO-NH-) + HCl als nevenproduct. Biopolymeren: zetmeel (glucose-monomeren, α-1,4-binding); eiwitten (aminozuur-monomeren, peptidebinding); DNA (nucleotide-monomeren). Alle zijn ook condensatiepolymeren.

Werkwijze

Deel A – Nylonsynthese

1. Giet 10 mL hexaandiamine-oplossing voorzichtig in het bekerglas.
2. Voeg langzaam 10 mL sebacoylchloride-hexaan-oplossing toe langs de wand (twee lagen: waterige onderlaag en hexaanbovenlaag).
3. Grijp het polymeerfilm aan het grensvlak met een pincet. Wind langzaam op. Observeer het doorlopende nylon-draad.

Deel B – Biopolymeer-testen

1. Voeg jood-oplossing toe aan zetmeeloplossing → blauw-zwart (positief).
2. Voeg biureet-reagent toe aan gelatine-oplossing → paars (positief voor eiwit).

Observatietabel

Verwerkingsvragen

1. Schrijf de condensatiereactie van twee aminozuren (H₂N-CHR-COOH) tot een dipeptide.
2. Waarom is nylon een condensatiepolymeer en polyetheen een additiepolymeer?
3. Bereken de atom economy van nylonsynthese als HCl het bijproduct is.

Uitwerking

V1: H₂N-CHR₁-COOH + H₂N-CHR₂-COOH → H₂N-CHR₁-CO-NH-CHR₂-COOH + H₂O. De peptidebinding (-CO-NH-) vormt zich door eliminatie van water (condensatie).

V2: Bij nylon (condensatie) wordt bij elke bindingvorming een klein molecuul (HCl of H₂O) afgesplitst; de monomeren bevatten al alle atomen van het polymeer minus het bijproduct. Bij polyetheen (additie) reageren CH₂=CH₂-monomeren via opening van de dubbele binding zonder bijproduct; alle atomen worden in het polymeer ingebouwd.

V3: Nylon-6,10 uit hexaandiamine (M = 116) + sebacoylchloride (M = 239). Per herhalende eenheid: M(nylon-eenheid) ≈ 311 (verlies 2 HCl = 73). Atom economy = 311 / (116 + 239) × 100% = 311 / 355 × 100% = 87,6%.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert nylonsynthese-kits, biureet-reagents, joodoplossingen en bekerglazen voor polymeren-praktika in het voortgezet scheikundeonderwijs.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.