Ik heb geprobeerd het HAVO-examen scheikunde 2014 1e tijdvak in een arrangement te gieten.
Als je een fout antwoord geeft, komt het goede antwoord met wat extra gegevens te voorschijn.
Als jij het antwoord op een vraag niet weet, kun je een willekeurig woord intypen. Het goede antwoord met uitleg komt daarna te voorschijn.
Soms luidde een vraag in het examen: "Geef de structuurformule van .....".
In dat geval heb ik de vraag gewijzigd in: "Geef de systematische naam van ...."
In de betreffende vraag is dit aangegeven. In het antwoord heb ik de juiste structuurformule opgenomen, zodat je de structuurfromule op papier kunt opschrijven en vervolgens controleren of jij de juiste structuurformule hebt getekend.
Bij de beantwoording van de open vragen zijn verschillende antwoorden mogelijk.
Bij dit type antwoorden heb ik voor een bepaald antwoord gekozen en de structuur van de invulling hierop aangepast.
Bij de toelichting op een 'fout' antwoord krijg je altijd de andere mogelijke antwoorden ook. Op die manier kan blijken dat een antwoord van jou ook goed gerekend zal worden.
Ademtest
Joost heeft de laatste tijd last van zijn maag. Hij gaat naar zijn huisarts en deze verwijst hem voor onderzoek naar het ziekenhuis. Er zal onderzocht worden of de klachten worden veroorzaakt door een bacterie, genaamd Helicobacter pylori. Joost vindt de volgende informatie over deze bacterie.
Ureum is een stof die ontstaat bij de afbraak van een van de soorten voedingsstoffen: koolhydraten, eiwitten en vetten.
Met een zogenoemde ureum-ademtest kan worden onderzocht of een patiënt besmet is met de bacterie Helicobacter pylori.
Joost vindt de volgende gegevens over de ademtest op de website van de Maag Lever Darm stichting.
Met C13 worden koolstofatomen met het massagetal 13 bedoeld.
In C13-ureum bevatten alle moleculen een C13 atoom.
De molaire massa van C13-ureum is 61,05 g mol–1.
Joost doet de ademtest en krijgt van de arts te horen dat uit de meetresultaten blijkt dat hij geen Helicobacter pylori bacterie in zijn maag heeft. Toch bleek dat C13-bevattende koolstofdioxide voorkwam in de uitgeademde lucht die hij, na dertig minuten, in het tweede buisje heeft geblazen.
Waterontharder
Op de website staat “kalk isoleert verwarmingselementen”. Een verwarmingselement in een wasmachine is gemaakt van roestvast staal (RVS). RVS kan warmte goed geleiden door het bindingstype dat hierin voorkomt.
In een wasmachine ontstaat door regelmatig verwarmen van water dat niet onthard is, een laagje kalk op het verwarmingselement. In kalk komt een ander bindingstype voor, waardoor kalk warmte slecht geleidt
Een bepaalde waterontharder is uitgerust met een cilinder die is gevuld met korrels kunsthars. Aan deze kunsthars
zijn natriumionen gebonden. Wanneer hard water langs de korrels stroomt, binden calciumionen aan de kunsthars
en komen natriumionen in het water.Hieronder is zo’n cilinder schematisch weergegeven.
Het onthardingsproces kan als volgt worden weergegeven:
Hars2-(Na+)2 (s) + Ca2+ (aq) -->Hars2-Ca2+ (s) + 2 Na+ (aq)
Wanneer de kunsthars in een cilinder geen calciumionen meer kan opnemen, wordt deze geregenereerd. Hierbij wordt een geconcentreerde NaCl oplossing door de cilinder gespoeld. Daarbij komt een oplossing uit de cilinder die ook calciumionen bevat. Deze oplossing wordt via een aansluiting op het riool afgevoerd. Nadat de cilinder een keer is nagespoeld met wat leidingwater, kan de cilinder weer worden gebruikt om water te ontharden.
De familie Lansink, die uit vier personen bestaat, heeft een waterontharder in huis laten installeren. Per persoon verbruiken ze 135 L water per dag. Het leidingwater dat van het drinkwaterbedrijf het huis van de familie binnenkomt, bevat 61 mg Ca2+ per L.
Grondwaterreiniging
Vroeger werden in chemische wasserijen vooral chloorkoolwaterstoffen (CKW’s) gebruikt om kleding te reinigen. CKW’s zijn verbindingen van chloor, koolstof en meestal ook waterstof. Een voorbeeld van een CKW is de stof die wordt aangeduid met de naam tri. De molecuulformule van tri is C2HCl3.
Schrijf de structuurformule van tri op. Druk op de onderstaande knop en controleer of je antwoord juist was.
In het centrum van Amersfoort, op de plaats waar enkele chemische wasserijen stonden, zijn grond en grondwater verontreinigd met CKW’s. Op ongeveer 12 meter diepte bevindt zich op deze plaats een ondoordringbare kleilaag.
Op deze kleilaag heeft zich een mengsel van vloeibare CKW’s verzameld die in de grond waren gesijpeld. CKW’s lossen niet goed op in water. Toch is het grondwater, dat over het mengsel van CKW’s stroomt, verontreinigd met CKW’s.
Als gevolg van verdelingsevenwichten komen namelijk CKW’s in het water terecht.
Er is een methode ontwikkeld om de CKW’s uit het vervuilde grondwater te verwijderen. Dit gaat als volgt. Een damwand wordt in de bodem geplaatst tot in de ondoordringbare kleilaag. In deze wand zit een opening waardoor het vervuilde grondwater via een afvoerleiding naar een reactor wordt geleid. In de reactor die gevuld is met ijzerkorrels, vindt de reiniging van het vervuilde grondwater plaats. Het gezuiverde water wordt geloosd op het riool. Deze zuivering is schematisch weergegeven in onderstaande figuur.
De CKW’s reageren in de reactor met het ijzer volgens redoxreacties.Hierbij ontstaan onder andere koolwaterstoffen en wordt ijzer omgezet tot ijzer(II)ionen.
In het vervuilde grondwater zijn drie CKW’s aanwezig die worden aangeduid met de namen tri, per en cis.
Van deze CKW’s zijn in tabel 1 enkele gegevens opgenomen (1 μg = 1·10-6 g).
tabel 1
CKW
molecuulformule
gehalte in het vervuilde grondwater (μg L-1)
tri
C2HCl3
2072
per
C2Cl4
2257
cis
C2H2CL2
928
Het grondwater stroomt met een snelheid van 20 m3 per dag door de reactor.
Voor het ontwerp van de reactor is in een proefopzet van het reinigingsproces onder andere het volgende onderzocht:
onderzoek 1: Welk soort ijzerkorrels is geschikt?
onderzoek 2: Hoe groot moet de reactor zijn?
Bij onderzoek 1 onderzocht men twee soorten ijzerkorrels, afkomstig van verschillende leveranciers.
De twee soorten ijzerkorrels worden verder aangeduid met A en B.
Men vulde een kolom met A en een andere kolom met dezelfde massa van B. Door beide kolommen leidde men met gelijke stroomsnelheid het verontreinigde grondwater. Het grondwater dat uit de kolom met A kwam, bevatte geen CKW’s meer. Uit de kolom met B kwam grondwater dat nog wel CKW’s bevatte.
Bij onderzoek 2 gebruikte men een modelopstelling met het soort ijzerkorrels dat ook in de reactor zal worden toegepast.
Bij dit onderzoek bepaalde men regelmatig de gehaltes van de verschillende CKW’s in het grondwater. De resultaten werden omgerekend naar de praktijk van de grondwaterreiniging.
Deze (omgerekende) resultaten zijn weergegeven in diagram 1.
In dit diagram zijn de gehaltes van de drie onderzochte CKW’s uitgezet tegen de tijd die het grondwater in de reactor verblijft. Met behulp van diagram 1 kan de inhoud van de reactor worden berekend.
Let op: voor de gehaltes op de y-as is geen lineaire schaal gebruikt maar een zogenoemde logaritmische schaal.
Het totale gehalte aan CKW’s in grondwater, dat op het riool wordt geloosd, mag maximaal 20 μg per liter zijn (1 μg = 1.10-6 g).
Aluminium beschermen
Een voorwerp van aluminium is weinig gevoelig voor corrosie. Dit wordt veroorzaakt door het laagje aluminiumoxide waarmee het voorwerp is bedekt. Dit laagje voorkomt corrosie van het onderliggende metaal. Om aluminium voorwerpen nog beter te beschermen tegen de inwerking van zuurstof en vocht, kan door middel van elektrolyse het laagje aluminiumoxide dikker gemaakt worden.In onderstaande figuur is deze elektrolyse schematisch weergegeven.
Het aluminium voorwerp is verbonden met een van de elektroden van een gelijkspanningsbron. De andere elektrode is een onaantastbare elektrode.
De halfreactie die plaatsvindt aan het aluminium voorwerp is hieronder weergegeven:
2 Al + 3 H2O --> Al2O3 + 6 H+ + 6 e
Aan de onaantastbare elektrode wordt waterstofgas gevormd uit H+.
Wanneer het laagje Al2O3 dik genoeg is geworden, wordt het aluminium voorwerp uit de elektrolyse-opstelling gehaald, nagespoeld met water en in een bad met heet water gedompeld. Het beschermende laagje wordt daarbij harder doordat de volgende reactie optreedt:
Al2O3 + H2O --> 2 AlO(OH)
MMA
Methylmethacrylaat (MMA) is een ontvlambare, kleurloze vloeistof. Het wordt op grote schaal geproduceerd voor het maken van polymethylmethacrylaat (PMMA, plexiglas).
Hieronder staat de structuurformule van MMA.
De polymerisatie van MMA tot PMMA is gebaseerd op additie.
De productie van MMA uit methylpropeen (C4H8) is hieronder in een blokschema weergegeven. In dit blokschema komen ook de stoffen voor die zijn weergegeven met MP en MPZ. Van deze stoffen zijn de structuurformules onder het blokschema weergegeven.
In reactor II reageert MP met zuurstof onder invloed van een katalysator die op een vaste drager is aangebracht. Deze reactie is een redoxreactie. De vergelijking van de halfreactie waarin MP (C4H6O) wordt omgezet tot MPZ (C4H6O2) is hieronder onvolledig weergegeven. De elektronen en de coëfficiënten zijn weggelaten.
C4H6O + H2O → C4H6O2 + H+
Zowel in ruimte III als in ruimte IV vindt een scheidingsproces plaats. In ruimte III wordt het ingeleide mengsel van gassen gekoeld. Hierdoor wordt MP (kookpunt 69oC) gescheiden van MPZ (kookpunt 161oC) en water.
In ruimte IV worden MPZ en water gescheiden. Het aanzienlijke verschil tussen de kookpunten van MP en MPZ is voor een deel het gevolg van het verschil in molecuulmassa van deze stoffen.
In reactor V wordt MMA gevormd uit MPZ en stof X.
Schrijf de structuurformule van stof X op en druk op de onderstaande knop voor controle van je antwoord.
Tegenwoordig zijn zogenoemde omega-3-eieren te koop (figuur 1). Op de verpakking staat dat deze eieren zijn “verrijkt met omega-3-vetzuren”.
Uit deze tekst zou kunnen worden opgemaakt dat de eieren “vrije vetzuren” bevatten. Dat is echter niet het geval. De vetzuren worden pas tijdens de spijsvertering gevormd uit een bepaald soort voedingsstof.
Behalve vetzuren ontstaat hierbij nog een andere stof.
Vetzuren worden in het menselijk lichaam gebruikt als bouwstof en als brandstof.
Omega-3-vetzuren zijn onverzadigde vetzuren. Een voorbeeld van een omega-3-vetzuur is α-linoleenzuur (zie Binas-tabel 67B2).
De aanduiding omega-3 geeft informatie over de plaats van de eerste C = C binding in een molecuul van een onverzadigd vetzuur, geteld vanaf het CH3 uiteinde.
Twee bekende omega-3-vetzuren hebben de afkortingen EPA en DHA.
De structuurformule van EPA staat hieronder.
Informatie over de structuur van vetzuurmoleculen kan met een code worden weergegeven.
EPA heeft de code C 20 : 5 (ω-3). Hierin is ω de Griekse letter omega.
Deze code bevat de volgende informatie over een molecuul EPA:
- het totale aantal C atomen;
- het aantal C = C bindingen;
- de plaats van de eerste C = C binding, geteld vanaf het CH3 uiteinde.
DHA heeft de code C 22 : 6 (ω-3) en de formule C21HnCOOH.
Omega-3-eieren leveren per stuk ten minste 110 mg omega-3-vetzuren.
Volgens de Gezondheidsraad moet je gemiddeld per dag 450 mg omega-3-vetzuren binnenkrijgen.
Verspreid over de week eet Bettina drie omega-3-eieren.
Het arrangement Examen scheikunde havo 1e tijdvak 2014 is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
Dick Naafs
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2018-10-16 14:45:30
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederlands 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.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
structuurformule tri.png
structuurformule stof X.png
