opgave 1Dizuren

Hexaandizuur is een van de grondstoffen voor de bereiding van sommige soorten nylon. De structuurformule van hexaandizuur is: O O HO C CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 C OH Een methode die in ontwikkeling is om hexaandizuur te maken, is de reactie van cyclohexeen in zuur milieu met waterstofperoxide. Cyclohexeen heeft de volgende structuurformule: Bij de reactie tussen cyclohexeen en waterstofperoxide ontstaat, behalve hexaandizuur, uitsluitend water.

Geef de vergelijking, in molecuulformules, van de reactie tussen cyclohexeen en waterstofperoxide. Waterstofperoxide is tijdens deze bereiding opgelost in water. Cyclohexeen lost vrijwel niet op in water.Als tijdens de bereiding een stof met de algemene formule R 3 CH 3 NHSO 4 aanwezig is, kan men een hoog rendement verkrijgen. In R 3 CH 3 NHSO 4 is R een alkylgroep met 6 tot 8 koolstofatomen. Tijdens een experimentele uitvoering van dit proces heeft men uit 100 gram cyclohexeen 161 gram zuiver hexaandizuur verkregen.

Bereken het rendement van dit proces. Het R 3 CH 3 NHSO 4 wordt aan het begin van de reactie aan de waterige fase, dat is de oplossing van waterstofperoxide in water, toegevoegd. Het R 3 CH 3 NHSO 4 is in de waterige fase gesplitst in R CH N + ionen en HSO - ionen. Het zwakke zuur HSO - zorgt 3 3 4 voor het zure milieu van de waterige fase. De R 3 CH 3 N + ionen zorgen voor het hoge rendement van het proces. Bij de bovengenoemde uitvoering van het proces was bij het begin van de reactie de pH van de waterige fase 1,90.

Bereken hoeveel mol R 3 CH 3 NHSO 4 per liter van de waterige fase moet worden opgelost om bij het begin van de reactie pH = 1,90 te verkrijgen ( T = 298 K). Tijdens de omzetting van cyclohexeen tot hexaandizuur ontstaan verschillende tussenproducten, onder andere: tussenproduct 1 tussenproduct 2 tussenproduct 3


Leg uit van welk tussenproduct het infraroodspectrum is afgebeeld in figuur 1. In de stof R 3 CH 3 NHSO 4 die tijdens het onderzoek naar de bereiding van hexaandizuur uit cyclohexeen en waterstofperoxide werd gebruikt, was het aantal koolstofatomen in de alkylgroepen R gelijk aan 8. De ruimtelijke bouw van een R 3 CH 3 N + ion, met 8 koolstofatomen in elke groep R, kan als volgt worden weergegeven: De zigzaglijntjes in bovenstaande weergave van een R 3 CH 3 N + ion stellen de C 8 H 17 groepen voor. Omdat cyclohexeen en de waterstofperoxide-oplossing niet mengen, moet tijdens de reactie heftig geroerd worden. Door de aanwezigheid van de R 3 CH 3 N + ionen wordt de menging van het cyclohexeen en de waterige fase sterk verbeterd.

Leg aan de hand van de bouw van de R 3 CH 3 N + ionen uit hoe het komt dat door de aanwezigheid van deze ionen de menging van het cyclohexeen en de waterige fase sterk wordt verbeterd. Gesubstitueerde cyclohexenen reageren in zuur milieu op dezelfde wijze met waterstofperoxide als cyclohexeen. Zo kan bijvoorbeeld ook 1,2,3,4-butaantetracarbonzuur worden bereid.














































