## Toetsopdrachten

Opdracht 1 Soorten reacties
Geef de reactievergelijking en geef aan om welk soort reactie het gaat: een ontleding, vorming of verbrandingsreactie. Als het om een ontledingsreactie gaat geef je ook aan of het thermolyse, elektrolyse of fotolyse betreft.

1. Er wordt elektrische stroom door een oplossing van magnesiumbromide (MgBr2) geleid. Er ontstaan magnesium en broom.
2. Uit ijzer en chloor ontstaat ijzerchloride (FeCl3).
3. Koolstofmonooxide reageert met zuurstof tot koolstofdioxide.
4. Bij hoge temperatuur ontstaat uit koperoxide (CuO), koper en zuurstof.
5. Ethaan (C2H6(g)) reageert met zuurstof tot water en koolstofdioxide.
   Als je water kookt, ontstaat waterdamp.
6. Leg uit of dit een thermolyse is.

Opdracht 2 Waterstofperoxide
Waterstofperoxide (H2O2) wordt altijd geleverd in bruine flessen om te voorkomen dat het gaat ontleden doordat er licht op valt. Onder invloed van licht ontleed waterstofperoxide namelijk in water en zuurstof.

1. Hoe heet het type ontledingsreactie dat hier beschreven wordt?
2. Geef de reactievergelijking voor de ontleding van waterstofperoxide.
   Florian wil aantonen dat er zuurstof is ontstaan.
3. Hoe kan hij dat doen en wat neemt hij hierbij waar?

Opdracht 3 Lucifers
Wanneer je lucifers afsteekt ontbrandt eerst de kop van de lucifer. De kop van de lucifer bestaat uit een mengsel van kaliumchloraat (KClO3) en zwavel. Wanneer je met deze luciferkop langs de schuurrand schuurt, ontbrand dit mengsel. Het zwavel wordt verbrand, zonder dat er zuurstof van buitenaf wordt toegevoerd. Er komt bij deze verbranding voldoende warmte vrij om de rest van de lucifer te laten branden.
De onvolledige reactievergelijking van deze verbranding van een luciferkop luidt:

…. KClO3 (s) + …. S (s) → ….. SO2(g) + ….. KCl(s)

1. Neem de onvolledige reactievergelijking over en maak hem kloppend.
2. Welke stof zorgt voor de kenmerkende geur, die je ruikt bij het afsteken van een lucifer?
3. Leg uit hoe het mogelijk is dat zwavel verbrand, zonder dat er extra zuurstof wordt toegevoerd.
4. Leg uit of het branden van de luciferkop een exotherme of een endotherme reactie is.
5. Hoe kun je aantonen dat er bij het afsteken van een lucifer zwaveldioxide ontstaat? Geef zowel de handelingen als de waarneming.

Wanneer de luciferkop opgebrand is, zal het hout verder branden. Bij de volledige verbranding van hout ontstaat o.a. waterdamp.

6. Er zijn twee indicatoren waarmee je water kunt aantonen. Welke indicatoren zijn dit en wat neem je waar als je water aantoont?
7. Geef de kloppende reactievergelijking voor de volledige verbranding van hout. Voor hout mag je de molecuulformule C24H40O20 gebruiken.
8. Imke beweert dat een deel van het hout onvolledig verbrandt. Leg uit welke waarneming zij dan gedaan moet hebben.

Ook bij het branden van een kaars, wordt een deel van het kaarsvet onvolledig verbrand. Bij een onvolledige verbranding kan koolstofmonooxide ontstaan. De TGG-waarde van koolstofmonooxide is 29 mg/m3 lucht. Een gemiddelde woonkamer is 125 m3 groot.

9. Hoeveel gram koolstofmonooxide mag er maximaal vrijkomen in een ruimte van 125 m3?
10. Welk advies kun je iemand geven die graag een of meerdere kaarsjes brandt, om koolstofmonooxide vergiftiging te voorkomen?

In (kolen)mijnen kan er ook koolstofmonooxide ontstaan. Mijnen worden daarom kunstmatig geventileerd om te voorkomen dat het gas zich ophoopt. Mijnwerkers namen vaak een kanarie in een kooi mee om zich te beschermen.

11. Noem twee symptomen van koolstofmoonoxide-vergiftiging.
12. Leg uit hoe de kanarie de mijnwerkers beschermt.

Opdracht 4 Gasexplosie
Als er aardgas lekt uit een leiding kan dit zich ophopen in een kamer of andere ruimte. Hierdoor is er risico op een explosie. Om mensen te waarschuwen dat er aardgas is opgehoopt in de ruimte wordt aan het gas de stof tetrahydrothiofeen of THT (C4H8S) toegevoegd. Dit kleurloze heldere gas heeft een kenmerkende geur en verbrandt bij de verbranding van aardgas gewoon mee.

1. Geef de reactievergelijking voor de volledige verbranding van THT. Noteer de toestandsaanduidingen.

Joep zegt dat THT joodwater kan ontkleuren. Er zit immers zwavel (S) in de molecuulformule van THT. Hij maakt een opstelling waarbij hij aardgas met THT door joodwater en kalkwater leidt. Hij maakt gebruik van gaswasflessen.

2. Leg uit welke denkfout Joep maakt.
3. Maak een tekening van de opstelling van Joep. Teken de gaswasflessen in doorsnee en laat duidelijk zien hoe hoog het vloeistofniveau van het joodwater en het kalkwater is.
4. (strikvraag!) Welke waarnemingen doet Joep?

Als aardgas (hoofdbestanddeel: methaan) is opgehoopt in een kamer en iemand die binnenkomt doet het licht aan, kan door de vonk in de schakelaar een explosie worden veroorzaakt.

5. Noem de voorwaarden voor een explosie.
6. Geef de reactievergelijking voor de volledige verbranding van methaan.
7. Teken een energiediagram dat bij deze explosie hoort. Wat is de rol van de vonk in de schakelaar?

Door de snelheid van de reactie verloopt de verbranding van aardgas bij een explosie niet volledig. Naast koolstofdioxide ontstaat er ook koolstofmonooxide en een beetje roet.

8. Geef de reactievergelijking voor de explosieve verbranding van methaan. Neem aan dat koolstofdioxide, koolstofmonooxide en roet in de verhouding 3:3:1 ontstaan.

Opdracht 5 Vliegtuigbrand
In 1983 is er een ongeluk gebeurd met een vliegtuig van Air Canada. Tijdens de vlucht ontstond een brand. Omdat de lucht op grote hoogte heel ijl is, was de verbranding grotendeels onvolledig en kwam er vooral veel rook vrij. Deze rook bleek te bestaan uit brandbare gassen omdat een gedeelte van de brandbare stoffen in het vliegtuig ontleedde. De passagiers raakten door de giftige rook gedeeltelijk buiten bewustzijn. De piloten konden een noodlanding maken. Nadat het vliegtuig was geland begon de evacuatie. Dat ging in het begin goed, maar na 90 seconden ontstond er opeens een steekvlam waarbij het vliegtuig alsnog explodeerde. De passagiers die toen nog in het vliegtuig zaten kwamen bij de brand om.

1. Hoe heet het type reactie waarbij de brandbare gassen ontstonden?
2. Leg uit waarom de steekvlam pas 90 seconden na de landing van het vliegtuig ontstond.

De brandweer blust vliegtuigbranden vaak met blusschuim. Dit spuiten ze over het hele vliegtuig heen. Ze spuiten extra schuim over de wielen en de remmen.

3. Leg uit waarom de remmen extra gevoelig zijn voor brand.
4. Leg uit welke verbrandingsvoorwaarde wordt weggenomen door te blussen met schuim.
5. Leg uit waarom het onverstandig is om een brandend vliegtuig met water te blussen.

Opdracht 6 Alcoholdampen

In een fabriek waarbij op hoge temperaturen met alcohol wordt gewerkt is een lek ontstaan. Er is 5000 kg alcoholdamp vrijgekomen. De fabriekshal waarin deze alcoholdamp is vrijgekomen is 350 m3 groot.
De manager denkt dat er door het vrijkomen van deze grote hoeveelheid alcohol geen explosiegevaar is ontstaan.
De explosiegrenzen van alcohol liggen tussen de 2,7vol% en 12,5vol%

1. Laat met een behulp van een berekening zien of de manager gelijk heeft.
   Bereken hiervoor eerst het volume van 5000 kg alcohol. 1 m3 alcohol weegt 800 kg.
2. Hoeveel kg alcohol moet er minstens vrijkomen om de onderste explosiegrens te bereiken? Geef je berekening.
   Er mag dan wel geen explosiegevaar zijn, er is wel sprake van brandgevaar.
3. Leg uit dat aan alle 3 voorwaarden voor brand wordt voldaan.
4. Geef de reactievergelijking voor de verbranding van alcohol (C2H6O).
   De manager vermoedt dat de TGG-waarde wel wordt overschreden. De TGG-waarde van alcoholdamp is gelijk aan 260 mg/m3.
5. Laat zien dat de manager gelijk heeft. Gebruik een berekening in je uitleg.
6. Hoe groot had de fabriekshal minimaal moeten zijn om de TGG-waarde net niet te overschrijden.
7. Wat kan de manager doen om de concentratie alcoholdampen zo snel mogelijk te laten dalen?