Er zijn een aantal kenmerkende verschillen tussen organische en anorganische reakties:
organische reakties, in het algemeen,
- verlopen langzaam. De reaktiviteit van veel organische stoffen is lager dan die van veel anorganische stoffen.
- verlopen heel vaak niet in watermilieu.
- produceren vaak niet alleen een eindprodukt, maar ook bijprodukten (die het hoofdprodukt lelijk kunnen vervuilen)
gekoppeld aan die laatste twee opmerkingen mogen we ook zeggen dat meestal de organische reakties niet zo'n hoog rendement hebben.
Opdracht 1
Waarom denk je dat organische reakties vaak niet in watermilieu verlopen?
Nadat een reaktie in de koolstofchemie is verlopen en het produkt is gevormd, moet vaak het produkt worden gezuiverd en dat gebeurt vaak via gefraccioneerde destillatie.
Opdracht 2
Stel je een produktmengsel voor van 1-hexanol en 1-oktanol.
Leg uit waarom dit mengsel via gefractioneerde destillatie kan worden gescheiden in de komponenten.
De belangrijkste grondstoffen voor de chemische industrie van organische produkten zijn Steenkool, Aardolie en Aardgas, waarvan de aardolie de belangrijkste is.
Opdracht 3
Leg uit, met wat kennis van de aardrijkskunde, waarom deze grondstoffen geen van allen het element zuurstof bevatten.
De belangrijkste onderdelen/komponenten van aardolie zijn koolwaterstoffen met betrekkelijk lange ketens (de kwaliteit van de aardolie hangt hiermee samen) De diverse koolwaterstoffen kunnen gescheiden worden door middel van destillatie, maar daarbij doet zich een probleem voor:
de meeste molekulen zijn te groot en daarom blijft een te groot deel achter als teer en asfalt en krijgen we te weinig nuttige produkten.
Kijk maar naar het verkeer: je hebt natuurlijk veel asfalt nodig, maar nog veel meer benzine en diesel om er op te rijden.
Om nu de opbrengst aan kleindere molekulen te vergroten is er de methode van het "kraken": Sterke verhitting van de aardolie (geen zuurstof er bij alsjeblieft!) kan die grote molekulen in kleinere breken. We hebben het nu over de hoofdprocessen (kraken en vervolgens destilleren) van de zgn olieraffinaderijen. Met name het kraakproces heeft goede katalysatoren nodig.
Opdracht 4
Leg uit wat "thermo-katalyse" betekent.
Antwoord
De produkten van de olieraffinaderij, die kleinere molekulen dus, zijn op hun beurt weer de grondstoffen voor de chemische industrie en vaak opgebouwd uit de elementen waterstof en koolstof: de Koolwaterstoffen. Misschien zou je ze ook "koolstofhydriden" mogen noemen.
Ze zijn grondstoffen voor de vele derivaten die de chemische industrie maakt voor toepassingen in de maatschappij, zoals benzine, plastic, nylon, enzovoort.
De alkanen hebben geen grote reaktiviteit. Ze branden goed, ze ondergaan gemakkelijk substititie (zie verderop). Ze zijn verzadigd, dus additie gaat niet.
Additie is wel mogelijk bij alkenen en alkynen. Daarbij worden dubbele of drievoudige bindingen verbroken.
Een zeer bijzondere koolwaterstof is Benzeen en diens derivaten. We zullen het ook hebben over de opvallend lage reaktiviteit van benzeen.
Bij een studie over de stoffen van de koolstofchemie moeten we onderscheid maken tussen de koolwaterstoffen, stoffen met zuurstof en stoffen met stikstof. Ook zijn er verbindingen die al deze elementen bevatten.