Water, verrassend gewoon!



Dovnload 268.39 Kb.
Pagina3/11
Datum20.08.2016
Grootte268.39 Kb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Praktische opdracht 2. Een ontzoutingsinstallatie ontwerpen en bouwen.

Malta, een eiland in de Middellandse Zee, kent een groot probleem: hoe kom je er aan drinkwater? Aan één ding hebben ze geen gebrek: zeewater.

Jouw onderzoeksbureau, bestaand uit vier jonge medewerkers, krijgt van de Maltese overheid de opdracht om een ontzoutingsinstallatie te bouwen. Een ontzoutingsinstallatie dient om het zout te verwijderen uit zeewater. Hierdoor wordt zeewater drinkbaar.
Opdracht:

De grondstof is zeewater opgepompt uit de Middellandse Zee. Onderzoek of de zouten die volgens Binas aanwezig zijn in zeewater, er wel inzitten. Met diesel- en olieresten en andere organische stoffen hoef je geen rekening te houden.

De ontzoutingsinstallatie moet aan de volgende ontwerpeisen voldoen:


  • Het geleverde drinkwater moet dezelfde kwaliteit hebben als het Nederlandse drinkwater.

  • De installatie moet compact zijn en continu, 24 uur per dag, 365 dagen per jaar, kunnen draaien.

  • De installatie moet gebouwd worden en dus ook getest.

  • De installatie moet zo goedkoop mogelijk zijn, dat wil zeggen: er moet zoveel mogelijk duurzaam kunnen worden gewerkt. Duurzaam wil zeggen milieuvriendelijk en daarbij wordt alleen gebruik gemaakt van wind-, water- of zonne-energie.


Presentatievorm:

Jullie onderzoeksbureau presenteert, in een verslag en een presentatie de volgende zaken aan de opdrachtgever:



  • Een inleiding met de probleemstelling en jullie oplossing daarvoor.

  • Jullie installatie, met daarbij technische tekeningen.

  • Antwoorden op de volgende vragen (aan de hand van de basiskennis):

    • Waarom is water geschikt als oplosmiddel?

    • Waarom lossen zouten en bepaalde organische stoffen op in zeewater?

    • Welke stofeigenschappen heb je gebruikt bij de scheiding?

    • Waardoor zijn deze eigenschappen veroorzaakt?

  • Resultaten, waaruit blijkt dat jullie installatie werkt.

  • Discussie- en verbeterpunten van je ontwerp.

  • Bronnen.


Bronnen:

De samenstelling van zeewater staat in Binas.


Praktische opdracht 3: Wat is magic sand?

Jullie hebben allemaal wel eens een zandkasteel gebouwd op het strand. En het vervolgens bij opkomend water zien instorten. Spelenderwijs hebben jullie zo een aantal eigenschappen van zand en water leren kennen. Zand is een goed constructiemateriaal als het in de juiste verhouding met water wordt gemengd. Water kan tussen de zandkorreltjes doorstromen. Zand is zwaarder dan water en zakt naar de bodem. Wanneer je zand met veel water mengt, gedraagt het zich meer als een vloeistof dan als een vaste stof. Met te veel water kun je er niet meer mee bouwen. Zand bestaat voor het grootste deel uit het mineraal kwarts in zeer fijne vorm. De formule van kwarts is SiO2, de atomen zijn via atoombindingen met elkaar verbonden in een driedimensionaal netwerk (een atoomrooster genoemd). Aan de buitenkant van de kristalletjes zitten –OH-groepen, die waterstofbruggen kunnen vormen met water. Hierdoor vormt het water geen druppels op het zand, maar bevochtigt het water het zand, dat wil zeggen dat er redelijk sterke bindingen zijn tussen het kwarts en het water.

Omstreeks 1980 bedacht een onderzoeker magic sand. Hij maakte het door gewoon zand te behandelen met Si(CH3)3OH volgens:


C

H

3


2

H

C


Si

H

O

C

H

3


O

O

H

C

H

3

3

Si


Si

C

H

3

O

O

O


O

H

O

C

H

3

C

H

3

Si




Si

Si

Si

C

H

O

O

O

O


3

Si

Si


Si

Si

C

H

3

O




Si

Si

Hierdoor werd het oppervlak van het zand apolair (hydrofoob). De onderzoeker verwachtte dat het toverzand niet door water bevochtigd zou worden en dat het daardoor goed gebruikt zou kunnen worden bij het opruimen van verontreinigingen door olie.


Opdracht:

Jullie opdracht is om een toepassing te vinden voor toverzand. Hiervoor moet je eerst de eigenschappen van toverzand onderzoeken. Ontwerp een serie proeven, waaruit de afwijkende eigenschappen van toverzand in vergelijking met normaal zand blijken. De volgende aspecten moeten aan de orde komen:



  • Het verschil in eigenschappen in droge toestand.

  • Het verschil in eigenschappen gemengd met water.

  • Het verschil in eigenschappen nadat het water is afgeschonken.

  • Het verschil in eigenschappen ten opzichte van olie.

  • Het verschil in eigenschappen ten opzichte van een oplossing van zeep in water.

  • Het verschil in eigenschappen bij temperaturen onder 0 0C.

Bedenk nu een toepassing voor het gebruik van toverzand en test deze toepassing.
Presentatievorm:

Maak een verslag met daarin:



  • Een beschrijving van jullie proeven en de waarnemingen.

  • Verklaringen voor de waarnemingen, gebruikmakend van de basiskennis, waarin je duidelijk aandacht besteed aan de volgende aspecten:

de verklaring van het gedrag van toverzand ten aanzien van water

de verklaring van het gedrag van toverzand ten aanzien van olie

de verklaring van het gedrag van toverzand als constructiemateriaal

de verklaring van het gedrag van toverzand bij temperaturen onder 0 0C.



  • De uitwerking van de bedachte toepassing met testresultaten.

  • Bronnen.


1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


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

    Hoofdpagina