Melkesyre, pH og polymeren PLA

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Melkesyre, 2-hydroksypropansyre, er en svak organisk syre.

Kalkulator

Beregn pH-verdien i en $0,2 m o l / L$ løsning av melkesyre.

Biobasert plast er polymerer laget av biologisk materiale. Melkesyre kan framstilles fra planter med mye stivelse, som for eksempel mais eller poteter. Videre kan melkesyre brukes som monomer for å lage den biobaserte plasten PLA.

For hånd

PLA er en polyester der det skjer en kondensasjonsreaksjon mellom monomerene av melkesyre. i. Vis med strukturformler hvordan to melkesyremolekyler kan reagere i en kondensasjonsreaksjon og danne en ester. ii. Figur 2 viser strukturformelen til den repeterende enheten i polyeten. Tegn strukturformelen til den repeterende enheten i polymeren PLA.

Figur 2: Repeterende enhet i polyeten (PE)

Fasit

$pH = 2,28$

i) Hydroksylgruppen i ett molekyl reagerer med karboksylgruppen i det andre. Det dannes en ester og vann (se strukturformler). ii) Repeterende enhet: ${[– O – C H (C H_{3}) – C O –]}_{n}$ (se strukturformel).

LøsningsforslagKI-generert

Fra vedlegget: $K_{a} = 1,4 \cdot 10^{- 4}$ for melkesyre.

C H_{3} C H (O H) C O O H (a q) + H_{2} O (l) ⇌ C H_{3} C H (O H) C O O^{-} (a q) + H_{3} O^{+} (a q)

Vi setter $x = [H_{3} O^{+}] = [C H_{3} C H (O H) C O O^{-}]$ . Da er $[C H_{3} C H (O H) C O O H] = 0,2 - x$ .

K_{a} = \frac{[C H_{3} C H (O H) C O O^{-}] \cdot [H_{3} O^{+}]}{[C H_{3} C H (O H) C O O H]} = \frac{x^{2}}{0,2 - x} = 1,4 \cdot 10^{- 4}

Dette gir andregradslikningen

x^{2} + 1,4 \cdot 10^{- 4} x - 2,8 \cdot 10^{- 5} = 0

x = \frac{- 1,4 \cdot 10^{- 4} \pm \sqrt{{(1,4 \cdot 10^{- 4})}^{2} + 4 \cdot 2,8 \cdot 10^{- 5}}}{2}

x = 5,22 \cdot 10^{- 3} eller x = - 5,36 \cdot 10^{- 3}

Den negative løsningen forkastes, fordi en konsentrasjon ikke kan være negativ. Altså er $[H_{3} O^{+}] = 5,22 \cdot 10^{- 3} m o l / L$ .

pH = - \lg (5,22 \cdot 10^{- 3}) = 2,28

Forenklingen $0,2 - x \approx 0,2$ gir $x = \sqrt{1,4 \cdot 10^{- 4} \cdot 0,2} = 5,29 \cdot 10^{- 3}$ og samme pH, 2,28. Den holder her, fordi bare 2,6 % av syren protolyseres.

Melkesyre har både en hydroksylgruppe ( $– O H$ ) og en karboksylgruppe ( $– C O O H$ ). Hydroksylgruppen i ett molekyl reagerer med karboksylgruppen i et annet. $– O H$ fra karboksylgruppen og $H$ fra hydroksylgruppen spaltes av som vann. Det dannes en esterbinding, $– C O O –$ .

Strukturformler for to molekyler melkesyre

\begin{matrix} 2 C H_{3} C H (O H) C O O H \\ \to C H_{3} C H (O H) C O O – C H (C H_{3}) C O O H + H_{2} O \end{matrix}

Strukturformler for esteren som dannes, og vann

Esteren har fortsatt en fri hydroksylgruppe og en fri karboksylgruppe. Den kan derfor reagere videre med flere melkesyremolekyler. Slik dannes polyesteren PLA.

ii) Den repeterende enheten er ett melkesyremolekyl minus ett vannmolekyl. Esterbindingen går mellom oksygenatomet i én enhet og karbonylkarbonet i neste. Metylgruppen er sidegruppe.

Strukturformel for den repeterende enheten i PLA

Vedlegg

Vedleggene i oppgavesettet til Kjemi 2 H2024. De kunne brukes på hele eksamen, også del 1 (om hjelpemidlene).

Åpne på egen side: Tabeller og formler i kjemi

Oppgavedata

Hentet fra: Kjemi 2 H2024, del 2, oppgave 7
Del: Del 2, alle hjelpemidler — les om hjelpemidler
Hjelpemidler: Kalkulator
CAS
Graftegner og regneark
Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kategori: 2
Vanskegrad: 2
Temaer: Syrer og baser, PH, Polymerer

Melkesyre, pH og polymeren PLA

Innstillinger

Utseende

Oppgaver og visning

Utskrift

Synkronisering

Sync på tvers av enheter

Melkesyre, pH og polymeren PLA

Lov på eksamen

Kan den løses uten PC?

Forstå oppgaven med en KI

Tastatursnarveier

Navigasjon

I oppgave

Melkesyre, pH og polymeren PLA

Melkesyre, pH og polymeren PLA

Lov på eksamen

Kan den løses uten PC?

Temaer