Water, verrassend gewoon!



Dovnload 268.39 Kb.
Pagina10/11
Datum20.08.2016
Grootte268.39 Kb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

§3.2 Emulgatoren en wasmiddelen: één pot nat.


In paragraaf 3.1 heb je gelezen dat er stoffen zijn die zowel polaire als apolaire groepen bevatten. Deze stoffen zijn te gebruiken als emulgator. Zepen blijken ook min of meer zo opgebouwd te zijn, de moleculen bevatten ook polaire en apolaire groepen. Situaties waarin deze eigenschappen worden benut, zijn (af)wassen en voedselbereiding.

Wasmiddelen


In paragraaf 3.1 is gebleken dat delen van moleculen met dezelfde eigenschappen, apolair of polair, bij elkaar gaan zitten. Natuurlijke zeep is bestaat uit C17H35COO-Na+. Wanneer je zeep in water brengt, zal het zich in ionen splitsen. Het negatieve stearaation, C17H35COO-, heeft een lange apolaire staart en een kleine polaire kop. Zie figuur 3.4.


Figuur 3.4 Een zeepmolecuul met een polaire kop en een apolaire staart.



Deze kop wordt aangetrokken door het positieve deel van het watermolecuul, maar de lange apolaire staart bevindt zich bijvoorkeur tussen staarten van andere zeepdeeltjes of aan het oppervlak van het water. In een micel wijzen de staarten van de zeepdeeltjes allemaal naar elkaar. Hierdoor komen de apolaire staarten dus niet in contact met het polaire water. Zeepdeeltjes kunnen zich dus op twee manieren in water bevinden:
Als micel: of aan het oppervlak












Opmerking: Er is tot nu toe steeds gesproken over het stearaation, C17H35COO-, als zeep. In moderne wasmiddelen zitten soortgelijke stoffen, alleen is de polaire COO--groep vervangen door andere polaire groepen. Een voorbeeld: -C6H4SO4--groep. Uiteraard is er een lange apolaire staart aanwezig, waardoor het deeltje dezelfde eigenschappen heeft als het stearaat-ion.
De waswerking van zeep berust op het feit dat vuil en vet apolair zijn. De apolaire staarten van de zeepdeeltjes kunnen dus ook in het vuil gaan zitten i.p.v. in een micel. In figuur 3.5 is te zien hoe dat in zijn werk gaat.


Figuur 3.5 De losse zeepdeeltjes komen los van de micellen. De staarten van de zeepdeeltjes hechten zich aan het vuil (de grijze gedeelten). Het vuil wordt omringd door de zeepdeeltjes, waarbij de polaire kanten naar het water gericht blijven. Hierdoor is het mogelijk dat het vuil loskomt van het voorwerp en weggespoeld kan worden met het waswater.

Terug naar de proef met de speedboot. Waarom werd die lucifer voortbewogen door het druppeltje zeep? Zeep is een zogenaamde oppervlakte actieve stof. Een zeepmolecuul bestaat uit een polair en een apolair deel. Het polaire deel mengt met water. Het wurmt zich tussen de watermoleculen aan de oppervlakte. De apolaire delen willen juist niet mengen. Hierdoor wordt de zeepdruppel langzaam een vlek en daardoor wordt de lucifer voortbewogen.




  1. Leg uit waarom 1-hexanol niet mengt met water.

  2. Teken hoe moleculen 1-hexanol micellen vormen in water.

  3. Azijnzuur, ethaanzuur, is niet te gebruiken als zeep. Leg uit waarom niet.

  4. Leg uit waarom de speedboot niet meer vooruit komt als er veel zeep is toegevoegd.

  5. Hoe kun je controleren of peper een oppervlakte actieve stof is zoals zeep?

  6. Hoe kun je nagaan of er nog andere stoffen zijn, behalve zeep en peper, die een soortgelijk effect hebben in het beschreven thuisspel?






Informatieblok: Drijven of verzuipen?


W
aarom blijven blaadjes drijven op het water? Waarom zinkt een wesp niet direct door het limonade-oppervlak. Een paperclip en de waterscheerder blijven boven op het water liggen. Hoe kan dat?



Figuur 2.9 Zowel de paperclip als een mug drukken met hun gewicht het wateroppervlak iets in. Maar ze zakken er niet door!




In figuur 2.6 zie je dat het wateroppervlak wel degelijk iets wordt ingedrukt. De watermoleculen worden eigelijk iets opzij geduwd. Maar schijnbaar is de onderlinge aantrekkingskracht zo groot dat het oppervlak heel blijft. De poten van de diertjes zakken er immers niet door.

Het blijkt dat de waterstofbruggen de watermoleculen bij elkaar houden. De waterstofbruggen samen zijn zodanig sterk dat een licht voorwerp of diertje er niet doorzakt.

Maar een wesp dan? Een wesp heeft vet rond zijn poten. Dat is de reden dat een wesp enige tijd op limonade kan lopen. Vetten zijn apolaire stoffen. Deze mengen niet goed met water en stoten het zelfs af. Daarom kan een wesp het een tijdje volhouden. Maar na verloop van tijd lost het vet langzaam op. Dit kan verscheidende uren duren. De wesp gaat zijn verdrinkingsdood tegemoet.


Voorbeeld van een thuisspel: Leg een aantal punaises op water (met de punt omhoog) en voeg dan peper toe.Of: Wie kan de meeste punaises op het oppervlak leggen. Diegene wiens punaise zorgt dat er iets gebeurt, heeft pech.


Emulgatoren


E
en voorbeeld van een emulgator is lecithine. Deze stof heeft ook andere eigenschappen en wordt gebruikt als verdikkingsmiddel en conserveringsmiddel. Het is een van de belangrijkste emulgatoren die aanwezig is in een eidooier. Daarnaast is bekend dat er ook veel cholesterol a
Figuur 3.6. De structuurformule van lecithine
anwezig is in de eidooier. Lecithine heeft de volgende structuurformule:

Lecithine is een goede emulgator omdat er een grote polaire kop aanwezig is. Zoals je hebt gezien in demonstratieproef 8 ontmengt een olie-in-wateremulsie snel als er geen emulgator wordt toegevoegd. De emulsie is instabiel.

In figuur 3.7 is goed te zien dat de grote koppen van een emulgator zorgen dat de druppels elkaar niet kunnen naderen. Hierdoor kunnen de druppels niet samenvloeien tot één vloeistoflaag. De emulsie blijft dus stabiel. Er vindt geen ontmenging plaats.


Figuur 3.7 Links zie je een emulsie van water-in-olie, de lange staarten van de emulgator zorgen voor een stabiele emulsie. In het midden kunnen de kleine koppen niet verhinderen dat de druppels elkaar naderen en tenslotte samenvloeien. Deze emulsie is daarom instabiel. Na verloop van tijd is alles ontmengd. Rechts zien we een stabiele emulsie van olie-in-water. De grote polaire koppen van de emulgator zorgt ervoor dat de oliebolletjes elkaar niet kunnen en naderen en dus ook niet samen kunnen vloeien.

Mayonaise is een emulsie van water-in-olie die voor 75% uit olie bevat. Als emulgator wordt eigeel toegevoegd. In figuur 3.1 (rechtsonder) is goed te zien dat lecithine goed in staat is de kleine druppels olie niet te laten samenvloeien. Vergelijk dit met het rechterplaatje in figuur 3.7. Naast lecithine is ook cholesterol actief. De structuurformule van cholesterol is te vinden in tabel 67D van Binas. Deze emulgator zit liever voor een groot deel in de olie. Cholesterol is daarom een goede emulgator voor een olie-in-water emulsie.



Cholesterol is een stof met goede en slechte kanten. Het blijkt zich gemakkelijk af te zetten op en in de wanden van onze bloedvaten. Dit kan leiden tot allerlei hart- en vaatziekten. Daarnaast is het de bouwsteen voor vitamine D en de geslachtshormonen testosteron en oestrogeen. In tabel 67D zie je duidelijk de overeenkomsten in molecuulbouw bij deze drie stoffen. Helaas krijgen we veel te veel cholesterol binnen door eieren, vet eten en vlees. Ons lichaam breekt het namelijk amper af.



  1. Zoek in tabel 102A nog meer voorbeelden van emulgatoren die men in voedsel tegen kan komen.

  2. In de tabel staan vooral de vetzuren genoemd. Leg aan de hand van de structuurformules in tabel 67B1 uit waarom deze stoffen geschikt zijn als emulgator.

  3. Teken de structuurformule van lecithine zodanig dat het voor jouw duidelijk is dat er een grote polaire kop aan het molecuul zit.

  4. Teken de structuurformule van cholesterol over en geef aan welk deel graag in olie zit en waarom.

  5. Leg uit waarom dit gedeelte van cholesterol graag in de olie zit.

  6. Noem nog meer voedingsmiddelen waarin een verhoogde hoeveelheid cholesterol kan worden aangetroffen.

  7. Celwanden bestaan voornamelijk uit vetten. Verklaar waarom cholesterol zich graag afzet tegen de celwanden van bloedvaten.




1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


De database wordt beschermd door het auteursrecht ©opleid.info 2017
stuur bericht

    Hoofdpagina