Examen Scheikunde Havo 2e tijdvak 2023 met video uitleg
Examen Scheikunde Havo 2e tijdvak 2023 met video uitleg
Maak en controleer hier de vragen van het scheikunde havo examen 2023 tijdvak 2. Aan het eind van elke opgave staat een filmpje waarin je via de tijdcodering naar de uitleg van elke vraag kunt gaan. Zie voor meer uitleg, samenvattingen en oefenexamens: https://scheikundehavovwo.nl/havo-examen1/index.
Okselgeur
Zweetklieren in de oksels produceren zweet. Zweet bestaat voornamelijk uit water en opgeloste zouten. Mensen zweten om hun lichaamstemperatuur te reguleren. Door verdamping van water vindt namelijk afkoeling van de huid plaats.
Zweet bevat behalve water en opgeloste zouten ook andere stoffen, zoals vetten en peptiden. Vers zweet heeft geen geur. Maar bacteriën op onze huid breken vetten uit zweet af. Coryne-bacteriën vormen bij afbraak van deze vetten uit zweet carbonzuren, zoals boterzuur. Deze zuren geven een onplezierige geur aan zweet: okselgeur.
Coryne-bacteriën zijn ook betrokken bij de vorming van een veelvoorkomende geurstof in de okselgeur van mannen: 3-methylhex-2-eenzuur (3M2H). 3M2H wordt gevormd uit een stof die in zweet voorkomt: stof A. Beide structuurformules zijn weergegeven in figuur 1.
3M2H ontstaat wanneer de peptidegroep in stof A gehydrolyseerd wordt onder invloed van het enzym aminoacylase (ACY). Hieronder is deze reactie onvolledig weergegeven.
Een deodorant bevat stoffen die de vorming van okselgeur tegengaan door de pH te verlagen. Bij een lagere pH produceert het enzym ACY in Coryne-bacteriën namelijk een kleinere hoeveelheid 3M2H.
Zwitserse wetenschappers onderzochten de werking van het enzym ACY voor een nieuw type deodorant. De werking van dit type deodorant is gebaseerd op een stof die door het enzym ACY kan worden omgezet tot parfum. Stof B is een voorbeeld van zo’n stof (figuur 2).
Stoffen A en B worden dus allebei omgezet door het enzym ACY. In de structuurformule van zowel stof A als stof B is dezelfde aminozuur-eenheid gebonden. Via deze eenheid worden beide stoffen herkend door het enzym.
video uitleg met tijdcodering om naar de juiste vraag te gaan
Afval van PET
PET (polyethyleentereftalaat) is een polyester, die onder meer wordt gebruikt voor het maken van PET-flessen. In figuur 1 is de structuurformule van PET weergegeven.
PET kan worden gevormd als copolymeer uit ethaan-1,2-diol en één ander monomeer.
PET-flessen worden gemaakt door middel van een proces waarbij PET-korrels worden geëxtrudeerd. Daarna worden er PET-flessen van geblazen. Gebruikte PET-flessen kunnen worden fijngemalen tot korrels die opnieuw kunnen worden geëxtrudeerd.
Door extruderen veranderen de stofeigenschappen van PET.
Onderzoekers hebben het effect van herhaaldelijk extruderen op de molaire massa onderzocht. De resultaten zijn in figuur 2 weergegeven.
Een andere manier om gebruikte PET-flessen te verwerken is ‘chemisch recyclen’. Bij dit proces wordt PET in aanwezigheid van een katalysator omgezet tot de stof BHET. BHET is een grondstof voor de productie van nieuw PET. De katalysator bindt ook kleurstoffen uit gekleurde PET-flessen. In figuur 3 is een chemisch recycleproces met een vereenvoudigd blokschema weergegeven. De gebonden kleurstof wordt hierin weergegeven als: katalysator-kleurstof.
In de reactor (R) vinden een scheiding en de omzetting van PET tot BHET plaats. In S1 wordt de katalysator met de daaraan gehechte kleurstof verwijderd. In S2 verdampen water en ethaan-1,2-diol. Deze stoffen worden als twee afzonderlijke fracties opgevangen. BHET wordt als residu afgescheiden.
De katalysator met de daaraan gehechte kleurstof wordt naar S3 geleid.
Hier wordt een oplosmiddel toegevoegd waarin hydrofobe kleurstoffen oplossen, waardoor ze loslaten van de katalysator. Bij dit proces is dichloormethaan als oplosmiddel gebruikt. Methanol (CH3OH) is hiervoor minder geschikt.
De katalysator wordt in dit proces gerecirculeerd.
video uitleg met tijdcodering om naar de juiste vraag te gaan
Ammoniak en mest
In stallen waar urine en mest van varkens niet gescheiden worden, wordt ammoniakgas gevormd. Dit komt doordat ureum uit urine wordt omgezet tot ammoniak door een enzym uit mest. Er zijn verschillende maatregelen mogelijk om de uitstoot van ammoniak in het milieu te verminderen.
Wanneer bijvoorbeeld de hoeveelheid van één soort voedingsstof in varkensvoer wordt verminderd, zal de urine van de varkens minder ureum bevatten.
Ureum (CH4N2O) ontstaat bij de afbraak van een van de volgende voedingsstoffen: vetten, koolhydraten of eiwitten.
Een andere maatregel is het verwijderen van ammoniakgas uit stallucht met een zogenaamde luchtwasser. In een luchtwasser stroomt water binnen dat aangezuurd is met een overmaat geconcentreerd zwavelzuur.
Wanneer stallucht door de luchtwasser geleid wordt, treedt reactie 1 op.
H+ + NH3 --> NH4+ (reactie 1)
Het water dat uit de luchtwasser stroomt, bevat behalve zwavelzuur ook opgelost ammoniumsulfaat. In figuur 1 is de werking van een luchtwasser met een vereenvoudigd blokschema weergegeven.
In een folder met informatie over dit type luchtwassers staat dat 1,5 L zwavelzuur (H2SO4) nodig is om 1,0 kg ammoniak te verwijderen.
Bij het gebruik van dit type luchtwasser moet de boer niet alleen zwavelzuur aanvullen. De boer moet ook water aanvullen omdat:
1 er een deel van het water verdampt;
2 er een deel van de uitstromende oplossing wordt afgevoerd.
video uitleg met tijdcodering om naar de juiste vraag te gaan
Groen cement
Cement is een veelgebruikt bouwmateriaal dat wordt gemaakt uit kalksteen en klei. Kalksteen bestaat voornamelijk uit calciumcarbonaat, en klei bestaat voornamelijk uit siliciumdioxide (SiO2). Bij de traditionele productie van cement wordt een mengsel van fijngemalen kalksteen en klei verhit in een lange, ronddraaiende ovenbuis (figuur 1). Door de licht hellende opstelling van de ovenbuis schuift het mengsel langzaam in de richting van de zeer hete vlammen, die ontstaan door verbranding van steenkool.
De steenkool is tot poeder vermalen.
Boven in de ovenbuis ontleedt calciumcarbonaat bij een temperatuur van 700-900 °C tot calciumoxide (CaO) en CO2.
CaCO3 (s) --> CaO (s) + CO2 (g) (reactie 1)
Onder in de ovenbuis reageert calciumoxide met siliciumdioxide (SiO2) bij een temperatuur van 1450 °C. Wanneer deze reactie plaatsvindt in de molverhouding 3 : 1 ontstaat uitsluitend de stof aliet.
Er zijn verschillende oorzaken van het ontstaan van CO2 tijdens de traditionele productie van cement. Een voorbeeld van zo’n oorzaak is reactie 1.
In 2018 veroorzaakte de traditionele productie van cement 8% van de wereldwijde uitstoot aan CO2. Omdat dit CO2 is verontreinigd met stikstofoxiden (NOx) en koolstofmono-oxide, is het ongeschikt als grondstof in andere processen.
Amerikaanse onderzoekers hebben op laboratoriumschaal een nieuw proces ontwikkeld voor de productie van cement. Dit nieuwe proces maakt gebruik van een reactor (figuur 2) die calciumcarbonaat (CaCO3) met behulp van elektrische stroom omzet tot calciumhydroxide (Ca(OH)2). De reactor bestaat uit drie ruimtes die van elkaar gescheiden zijn door membranen.
Wanneer de reactor is aangesloten op een spanningsbron, vinden de volgende omzettingen plaats (tabel 1).
Een van de vergelijkingen uit tabel 1 is van een zuur-basereactie.
De onderzoekers hebben gemeten dat de gassen zuurstof, koolstofdioxide en waterstof in de molverhouding 1 : 2 : 2 uit de reactor vrijkomen. Deze verhouding is ook af te leiden door alle vergelijkingen in tabel 1 in de juiste verhouding bij elkaar op te tellen.
De gassen die in de reactor ontstaan, kunnen worden gebruikt voor het opwekken van elektrische stroom in een brandstofcel (figuur 3). De elektrische stroom kan weer gebruikt worden om de reactor aan te drijven.
Het nieuwe proces voor de productie van cement verloopt in twee stappen:
stap 1: Calciumcarbonaat (CaCO3) wordt in de reactor (figuur 2 en 3) omgezet tot calciumhydroxide (Ca(OH)2).
stap 2: De calciumhydroxide wordt in de juiste verhouding gemengd met siliciumdioxide en binnen twee uur bij 1500 °C omgezet tot aliet.
Op basis van de uitgangspunten 3 en 6 van de groene chemie kunnen voordelen van dit nieuwe productieproces benoemd worden ten opzichte van de traditionele productie van cement (figuur 1).
video uitleg met tijdcodering om naar de juiste vraag te gaan
Booglassen
Booglassen is een techniek waarmee metalen voorwerpen aan elkaar vast gemaakt worden. Daartoe worden de voorwerpen naast elkaar gelegd, waardoor een smalle naad overblijft. Een van de voorwerpen en een laselektrode worden aangesloten op een stroombron (figuur 1). In deze opgave wordt uitgegaan van twee ijzeren voorwerpen.
Tijdens het booglassen houdt men de laselektrode vlak boven de naad.
Er ontstaat dan een felle hete vlam, die lasboog wordt genoemd. Door de hitte smelten de randen van de voorwerpen en het uiteinde van de kerndraad, waardoor de naad wordt gevuld met vloeibaar ijzer. Nadat het ijzer is gestold, vormen de twee voorwerpen één geheel. Het gestolde ijzer wordt ‘las’ genoemd.
Om de ijzeren kerndraad in de laselektrode zit bekleding. Tijdens het booglassen worden de stoffen in de bekleding van de kerndraad omgezet tot zogeheten beschermende gassen en een laag van slak (figuur 2).
Slak is een bros, glasachtig materiaal dat de las afdekt. De beschermende gassen en de slak-laag voorkomen dat het hete ijzer in de las reageert met stikstof uit de lucht. Bij deze reactie kunnen namelijk dunne ‘naaldjes’ ijzernitride (Fe4N) ontstaan, die de las breekbaarder maken.
Een bepaald type bekleding van een elektrode reageert tot de beschermende gassen koolstofmono-oxide en waterstof.
Pien weet dat dit gevaarlijke stoffen zijn en ze vraagt zich af of er geen risico’s voor de lasser zijn. Haar docent legt uit dat deze gassen in dit geval met de omringende lucht reageren en dus geen gevaar vormen.
Tijdens het booglassen komt rook vrij, die vaste deeltjes bevat. Onderzoekers hebben met behulp van een elektronenmicroscoop een opname gemaakt van een gedeelte van zo’n
vast deeltje uit rook (figuur 3). Het deeltje lijkt te bestaan uit meerdere bolletjes, zoals onderdeel A in de figuur.
1,0 cm in figuur 3 komt overeen met 73 nanometer. Een ijzeratoom heeft een diameter van 252∙10-12 m.
In de rook is een stof aangetoond met de formule MnFe2O4. Deze stof bestaat uit Mn2+-ionen, ijzerionen en oxide-ionen.
video uitleg met tijdcodering om naar de juiste vraag te gaan
De ritmische-vlammenproef
De ritmische-vlammenproef (figuur 1) is een demonstratieproef die als volgt verloopt:
- In een erlenmeyer wordt een laagje warme methanol gedaan.
Vervolgens wordt een gloeiende platinadraad in de erlenmeyer gehangen.
- De platinadraad gaat steeds feller gloeien.
- Enige tijd later volgt een explosie.
- Direct hierna gloeit de draad minder fel.
- Na verloop van tijd gaat de platinadraad weer steeds feller gloeien tot er een nieuwe explosie optreedt. Deze cyclus van gloeien en exploderen kan urenlang doorgaan.
De verklaring voor de cyclus van gloeien en exploderen blijkt anders dan tot nu toe werd gedacht. Een groep tweedejaarsstudenten van de Universiteit Leiden heeft het experiment onderzocht.
Platina reageert als katalysator in dit experiment.
Formaldehyde is een gas met een sterke geur en een geurdrempel van 0,83 cm3 m–3. Dit betekent dat de geur van formaldehyde te ruiken is wanneer minimaal 0,83 cm3 formaldehyde aanwezig is per m3.
De reactie die in regel 2-3 van het tekstfragment wordt beschreven, is hieronder weergegeven. CH3OH --> CH2O + H2 (reactie 1)
In regel 3-4 wordt de volgende bewering gedaan: “Er komt geen energie vrij als je formaldehyde vormt.”
De demonstratieproef kan worden uitgebreid. Hierbij worden de gassen door een oplossing van calciumhydroxide (Ca(OH)2) geleid, waardoor de oplossing waarneembaar verandert. Deze verandering wordt veroorzaakt doordat het ontstane gas koolstofdioxide reageert met de calciumhydroxide-oplossing. Hierbij ontstaat de stof calciumcarbonaat. Deze reactie is een zuur-basereactie.
video uitleg met tijdcodering om naar de juiste vraag te gaan
Het arrangement Examen Scheikunde Havo 2e tijdvak 2023 met video uitleg is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
Wouter Renkema
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2023-07-24 15:58:04
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Dick Naafs heeft het arrangement met de vragen en de antwoorden gemaakt. Wouter Renkema heeft alleen de video-uitleg erbij gezet.
Aanvullende informatie over dit lesmateriaal
Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:
Toelichting
Het havo eindexamen scheikunde 2e tijdvak 2023 is verwerkt in een arrangement. Bij de beantwoording van de vragen is gebruik gemaakt van het correctievoorschrift van de CEVO. Video-uitleg en een videosamenvatting zijn toegevoegd.
Examen Scheikunde Havo 2e tijdvak 2023 met video uitleg
nl
Wouter Renkema
2023-07-24 15:58:04
Het havo eindexamen scheikunde 2e tijdvak 2023 is verwerkt in een arrangement. Bij de beantwoording van de vragen is gebruik gemaakt van het correctievoorschrift van de CEVO. Video-uitleg en een videosamenvatting zijn toegevoegd.
