bronnen

Eindexamen scheikunde havo 2003, tijdvak 1

opgave 1Verdelgingsmiddel

Op de website van een chemisch bedrijf staat de volgende informatie over het
insectenverdelgingsmiddel ’Celphos’.
tekst- CELPHOS
^f^r^a^g^m^e^n^t^1 1 Celphos is een ontsmettingsmiddel dat bestaat uit aluminiumfosfide,
2 ammoniumzouten en speciale bindmiddelen zoals paraffinewas.
3 Door reactie van aluminiumfosfide met waterdamp uit de lucht vallen, afhankelijk
4 van temperatuur en vochtigheid, Celphostabletten binnen 0,5 tot 4 uur uiteen.
5 Hierbij ontstaan fosfinegas en aluminiumhydroxide. Fosfinegas (PH3) is een
6 uitstekend insectenverdelgingsmiddel. Het is vluchtig, verspreidt zich snel in alle
7 richtingen en dringt gemakkelijk door verpakkingsmiddelen zoals papier en karton.
De werkzame stof in Celphos is het aluminiumfosfide (AlP). Deze stof bestaat uit
Al3+ ionen en P3– ionen.
12p
Geef het aantal protonen en het aantal elektronen in een P3– ion.
Noteer je antwoord als volgt:
aantal protonen:...
aantal elektronen:...
23p
Geef de vergelijking van de reactie die optreedt als Celphostabletten aan vochtige lucht
worden blootgesteld.
Uit tekstfragment 1 (de regels 3 en 4) valt op te maken dat de tijd van het uiteenvallen van
Celphostabletten onder andere afhankelijk is van de temperatuur.
32p
Duurt, bij gelijke vochtigheid, het uiteenvallen van de Celphostabletten bij 25 °C langer of
korter dan bij 10 °C? Geef een verklaring voor je antwoord.
tabel 1
CELPHOS Fysische en chemische eigenschappen Samenstelling: aluminiumfosfide overige stoffen 56 massaprocent 44 massaprocent Vorm grote tabletten (3,0 g) of kleine tabletten (0,6 g) In contact met water(damp) komt 1 van de massa van Celphos 3 aan fosfinegas vrij Kleur grijs Geur ruikt als knoflook
In tabel 1 staat dat de massa van het fosfinegas (PH3) dat ontstaat, eenderde deel bedraagt
van de massa van de gebruikte hoeveelheid Celphos.
43p
Laat dit met behulp van een berekening zien, uitgaande van een Celphostablet van 3,0 gram.
Gebruik bij je berekening onder andere nog een gegeven uit tabel 1 en neem bij de
berekening aan dat één mol fosfinegas ontstaat per mol aluminiumfosfide.
Tijdens het ontsmetten van een graanschuur met behulp van Celphostabletten werd in een
aanliggende woning de concentratie van fosfinegas gemeten. Deze was 3,5·10–8 mol dm–3.
De MAC-waarde van fosfine is 0,4 mg m–3.
53p
Ga met behulp van een berekening na of de MAC-waarde is overschreden.
In de zomer van 1998 spoelden op het strand tussen Egmond aan Zee en Den Helder zakjes
aan. Op de zakjes stond onder andere de formule AlP vermeld. Het strand werd afgezet in
verband met gevaar voor de gezondheid door vorming van fosfinegas. Bij nader onderzoek
bleek dit gevaar toch niet aanwezig te zijn. In een krant schreef een journalist dat het gevaar
op fosfinevorming niet aanwezig was "omdat de aluminiumfosfide al was uitgewerkt". Het
taalgebruik van de journalist is chemisch niet correct.
61p
Vervang het cursief gedrukte deel van de zin door een zinsnede die op een chemisch
correcte wijze weergeeft waarom er geen gevaar meer was voor de gezondheid.
71p
Geef de naam van de vaste stof die, behalve bindmiddelen en restanten van
ammoniumzouten, voornamelijk in de zakjes aanwezig was op het moment dat de zakjes op
het strand werden gevonden.

opgave 2Ananas

Bij het kraken van aardolie ontstaan onder andere stoffen met de formule C2H4 en C4H8. Er
is maar één stof met de formule C2H4. Er zijn meerdere isomeren met de formule C4H8.
83p
Geef de structuurformules van drie isomeren met de molecuulformule C4H8.
Wanneer men C2H4 onder de juiste omstandigheden met water laat reageren, ontstaat
ethanol (C2H5OH).
91p
Geef de structuurformules van etheen en van ethanol.
102p
Is de reactie van etheen met water een additiereactie? Geef een verklaring voor je antwoord.
Op soortgelijke wijze kan uit één van de isomeren met molecuulformule C4H8 de stof
1-butanol (C4H9OH) worden gemaakt. Door oxidatie kan 1-butanol worden omgezet tot
butaanzuur.
Ethanol en butaanzuur zijn de grondstoffen voor de bereiding van ethylbutanoaat, een ester
die naar ananas ruikt.
112p
Geef de structuurformule van ethylbutanoaat.

opgave 3Mestverwerking

In verschillende bladen is melding gemaakt van een methode om het overschot aan mest te verwerken door er algen in te laten groeien. Hieronder zijn tekstfragmenten uit twee bladen weergegeven. In de berichtgeving blijken nogal wat verschillen voor te komen. Lees beide tekstfragmenten. tekst- tekst-…

In verschillende bladen is melding gemaakt van een methode om het overschot aan mest te verwerken door er algen in te laten groeien. Hieronder zijn tekstfragmenten uit twee bladen weergegeven. In de berichtgeving blijken nogal wat verschillen voor te komen. Lees beide tekstfragmenten. tekst- tekst- fragment 2 fragment 3 1 Boeren proberen op allerlei manieren 2 van hun mest af te komen, bijvoorbeeld 3 door indampen tot droge mest die 4 eenvoudiger vervoerd kan worden om 5 elders te worden gebruikt. Maar het 6 verplaatsen van een probleem is nu niet 7 bepaald een fundamentele oplossing. 8 Sinds afgelopen maand proberen negen 9 varkenshouders uit de Achterhoek het 10 nuttige met het aangename te verenigen 11 door in hun drijfmest algen te 12 verbouwen. 13 Op de mest wordt een kleine 14 hoeveelheid groene alg losgelaten die 15 het in de mest aanwezige kooldioxide 16 omzet in zuurstof. Die zuurstof activeert 17 de bacteriën in de mest weer tot 18 omzetting van organische meststoffen in 19 ammoniak, fosfaat, nitraat en 20 kooldioxide, waar de algen dan weer blij 21 mee zijn. Door regelmatig algen uit het 22 bassin te halen en drijfmest toe te 23 voegen, ontstaat een continu proces dat 24 drijfmest omzet in algen, water en (op 25 de bodem van de vijver) een koek van 26 mineralen waaruit uitstekend compost 27 voor de (glas)tuinbouw valt te maken. 28 De algen groeien bijna twintig keer 29 sneller dan hogere plantensoorten. Maar 30 die groei stopt abrupt zodra ze niet over 31 voldoende licht kunnen beschikken. En 32 dus moet een schoepenrad de 33 algenmassa voortdurend in beweging 34 houden. naar: Intermediair

→ Leg uit waarom het indampen van de mest (tekstfragment 2, de regels 3 tot en met 5) maakt dat de “droge mest” gemakkelijker vervoerd kan worden.
→ Noem een nadeel van het indampen van mest. In tekstfragment 3 wordt de fotosynthese genoemd als het proces waarbij zuurstof ontstaat (de regels 46 en 47). Behalve zuurstof ontstaat bij de fotosynthese glucose (C 6 H 12 O 6 ).
→ Geef de vergelijking van de reactie die bij de fotosynthese plaatsvindt.
In tekstfragment 2 staat een zin waarin de reactie wordt aangeduid die bij de fotosynthese plaatsvindt.
→ Geef het regelnummer van het begin en het regelnummer van het eind van deze zin. Noteer je antwoord als volgt: begin regel: … eind regel: … In beide tekstfragmenten is vermeld dat een schoepenrad wordt gebruikt.
→ Leg uit waarom het gebruik van een schoepenrad noodzakelijk is voor een snelle groei van de algen. De tekstfragmenten geven verschillende informatie over de stoffen die ontstaan als de bacteriën de organische stoffen omzetten. In tekstfragment 2 (regel 19) staat bijvoorbeeld dat er ammoniak…

→ Leg uit waarom het gebruik van een schoepenrad noodzakelijk is voor een snelle groei van de algen. De tekstfragmenten geven verschillende informatie over de stoffen die ontstaan als de bacteriën de organische stoffen omzetten. In tekstfragment 2 (regel 19) staat bijvoorbeeld dat er ammoniak ontstaat, in tekstfragment 3 (regel 49) staat dat er ammonium gevormd wordt. Geertje en Juultje willen onderzoeken of de vloeistof in de mestverwerkingsinstallatie ammoniakmoleculen (NH 3 ) of ammoniumionen (NH 4 + ) bevat. Zij bedenken dat ze dit kunnen doen door het elektrisch geleidingsvermogen van deze vloeistof te meten. Bij meting blijkt de oplossing elektrische stroom te geleiden. Geertje en Juultje trekken hieruit de conclusie dat de vloeistof ammoniumionen moet bevatten.

→ Is dit een juiste conclusie? Geef een verklaring voor je antwoord. Omdat een oplossing van ammoniak een andere pH heeft dan een oplossing die ammoniumionen bevat, zoals bijvoorbeeld een oplossing van ammoniumchloride, denken Geertje en Juultje dat ze ook door het meten van de pH kunnen…

→ Is dit een juiste conclusie? Geef een verklaring voor je antwoord. Omdat een oplossing van ammoniak een andere pH heeft dan een oplossing die ammoniumionen bevat, zoals bijvoorbeeld een oplossing van ammoniumchloride, denken Geertje en Juultje dat ze ook door het meten van de pH kunnen onderzoeken of de vloeistof ammoniakmoleculen of ammoniumionen bevat.

→ Leg uit aan de hand van eigenschappen van ammoniakmoleculen en van ammoniumionen dat een oplossing van ammoniak een andere pH heeft dan een oplossing van ammoniumchloride. De koek van mineralen die volgens tekstfragment 2 op de bodem ontstaat, is een mengsel van neergeslagen zouten (mineralen).…

→ Leg uit aan de hand van eigenschappen van ammoniakmoleculen en van ammoniumionen dat een oplossing van ammoniak een andere pH heeft dan een oplossing van ammoniumchloride. De koek van mineralen die volgens tekstfragment 2 op de bodem ontstaat, is een mengsel van neergeslagen zouten (mineralen). Aan de hand van de eigenschappen van de stof ammoniak en van stoffen die fosfaationen bevatten en van stoffen die nitraationen bevatten, kun je afleiden of de koek van mineralen ammoniakmoleculen en/of fosfaationen en/of nitraationen kan bevatten.

→ Geef aan of de koek van mineralen ammoniakmoleculen en/of fosfaationen en/of nitraationen kan bevatten en geef de betreffende eigenschap van de genoemde stoffen. Noteer je antwoord als volgt: (Maak hierbij in elk van onderstaande zinnen een keuze voor ”wel” of voor ”geen” en maak de zinnen af.)…

→ Geef aan of de koek van mineralen ammoniakmoleculen en/of fosfaationen en/of nitraationen kan bevatten en geef de betreffende eigenschap van de genoemde stoffen. Noteer je antwoord als volgt: (Maak hierbij in elk van onderstaande zinnen een keuze voor ”wel” of voor ”geen” en maak de zinnen af.) De koek kan wel / geen ammoniakmoleculen bevatten, omdat ammoniak …… De koek kan wel / geen fosfaationen bevatten, omdat stoffen die fosfaationen bevatten …… De koek kan wel / geen nitraationen bevatten, omdat stoffen die nitraationen bevatten …… In de twee tekstfragmenten zijn de chemische processen verschillend beschreven.

→ In welk van de twee tekstfragmenten worden volgens jou de chemische processen het beste beschreven? Onderbouw je keus met twee argumenten; verwijs daarbij naar stukjes uit de tekstfragmenten door regelnummers aan te geven.

opgave 4Vullingen

Aan voedingsmiddelen wordt vaak suiker (sacharose) toegevoegd. Wanneer opgeloste
suiker lang in de mond blijft, kan het door bacteriën gehydrolyseerd worden tot glucose
(C6H12O6) en fructose. Fructose is een isomeer van glucose. De glucose wordt vervolgens
omgezet in melkzuur. De formule van melkzuur is:
H H O H C C C H OH OH
213p
Geef de reactievergelijking voor de hydrolyse van sacharose tot glucose en fructose. Schrijf
hierbij de stoffen in molecuulformules.
222p
Geef de reactievergelijking voor de omzetting van glucose (C6H12O6) in melkzuur. Schrijf
hierbij de stoffen in molecuulformules.
Het ontstane melkzuur kan het tandglazuur aantasten. Tandglazuur bestaat grotendeels uit
hydroxyapatiet. Hydroxyapatiet is een zout en kan worden weergegeven met de formule
Ca5(PO4)3OH. Hydroxyapatiet bevat deeltjes die met een zuur kunnen reageren.
232p
Geef de formule van zo’n deeltje dat voorkomt in hydroxyapatiet en dat met een zuur kan
reageren.
Door de tandarts wordt het aangetaste gedeelte van een tand of kies uitgeboord en het
ontstane gaatje opgevuld. Voor de vulling werd vroeger gebruik gemaakt van amalgaam.
Een amalgaam is een mengsel van kwik en één of meer andere metalen.
Een bepaalde amalgaamvulling bestaat uit kwik, zilver en tin. In deze amalgaamvulling
komen deze metalen in een bepaalde verhouding voor:
het aantal mol kwikatomen: het aantal mol zilveratomen: het aantal mol tinatomen
= 25: 32: 11.
244p
Bereken het massapercentage kwik in deze amalgaamvulling. Geef je antwoord in twee
significante cijfers.
Hydroxyapatiet (tandglazuur) en amalgaam zijn beide erg sterke materialen. Dit kan worden
toegeschreven aan de sterke bindingen die aanwezig zijn tussen deeltjes die voorkomen in
deze stoffen.
252p
Geef voor elk van de genoemde stoffen de naam van de sterke binding tussen de deeltjes in
die stof die maakt dat het zulke sterke materialen zijn.
Noteer je antwoord als volgt:
bindingstype in hydroxyapatiet:...
bindingstype in amalgaam:...
In een aantal Europese landen is het gebruik van amalgaam als vulmateriaal voor tanden en
kiezen vanwege milieu- en gezondheidsredenen verboden.
262p
Noem de reden waarom amalgaam slecht is voor de gezondheid en voor het milieu.
Ondersteun je antwoord met een verwijzing naar een tabel in Binas.
Als alternatief voor de amalgaamvulling wordt gebruik gemaakt van verschillende
kunststoffen.
Een voorbeeld van een monomeer waarmee kunststofvullingen gemaakt worden, is stof A.
Stof A kan worden weergegeven met de volgende structuurformule:
H C H O C OH C H C H H stof A
273p
Geef de systematische naam van stof A.
Door bestraling met UV-licht gaat stof A polymeriseren. Na enige tijd is de
kunststofvulling ontstaan.
283p
Geef een stukje uit het midden van de structuurformule van het polymeer dat uit stof A
gevormd wordt. In dit stukje moeten drie monomeer-eenheden zijn verwerkt.

opgave 5Azijn

Hieronder is een gedeelte weergegeven van het etiket op een fles Loda schoonmaakazijn.
Gebruiksaanwijzing: Loda schoonmaakazijn ontkalkt veilig
koffiezetapparaten, theepotten, pannen, aardewerk en serviesgoed.
(Niet voor aluminium gebruiken.)
Koffiezetapparaten
• Raadpleeg eerst de gebruiksaanwijzing van het apparaat.
• Altijd goed naspoelen met schoon water.
• Verdun 250 mL (¼ liter) schoonmaakazijn met 750 mL (¾ liter)
water.
• Vul hiermee het koffiezetapparaat en zet het aan. Schakel het
apparaat uit zodra de helft is doorgelopen.
• Zet het apparaat na 15 minuten weer aan.
• Laat 2x een geheel gevuld reservoir met schoon water doorlopen,
voordat er weer koffie wordt gezet.
Loda schoonmaakazijn bevat 8 gram azijnzuur per 100 mL.
De kalkaanslag die met behulp van schoonmaakazijn kan worden verwijderd, heeft vrijwel
dezelfde samenstelling als de stof met de triviale naam kalksteen.
292p
Geef de rationele (scheikundige) naam en de formule van het hoofdbestanddeel van
kalksteen. Noteer je antwoord als volgt:
naam: …
formule: …
Voor gebruik van Loda schoonmaakazijn in koffiezetapparaten wordt op het etiket een
voorschrift gegeven om de schoonmaakazijn te verdunnen.
302p
Bereken de azijnzuurconcentratie (in g per 100 mL) in de verdunde schoonmaakazijn die,
volgens het voorschrift op het etiket, in het koffiezetapparaat moet worden geschonken.
Gebruik van schoonmaakazijn op aluminiumoppervlakken wordt ontraden, omdat het
aluminium wordt aangetast door zure oplossingen. Bij de reactie die daarbij plaatsvindt,
ontstaat waterstof.
Frouke wil dit onderzoeken. Zij voegt een paar stukjes aluminium toe aan schoonmaakazijn
en vangt het gas op dat uit het mengsel ontstaat.
312p
Beschrijf een proef waarmee je kunt aantonen dat het gas dat is opgevangen, waterstof is.
Beschrijf de handelingen en de mogelijke waarneming(en).
Joris krijgt de opdracht om te onderzoeken of de concentratie van het azijnzuur in de
schoonmaakazijn voldoet aan de op het etiket opgegeven waarde. Hij voert daartoe het
volgende experiment uit.
Aan 10 mL schoonmaakazijn (temperatuur 18 °C) voegt hij met constante snelheid druppels
2,0 M natronloog (temperatuur 18 °C) toe. Daarbij treedt de volgende reactie op:
CH3COOH + OH– → CH3COO– + H2O
Na iedere toevoeging van 1,0 mL leest hij de temperatuur af. Van de resultaten maakt hij
onderstaand diagram.
28 temperatuur (˚C) 26 24 22 20 18 0 0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 mL 2,0 M natronloog
322p
Leg uit aan de hand van een temperatuurverandering in het diagram of de reactie van azijn
met natronloog exotherm of endotherm is.
Wanneer de reactie is afgelopen, blijft het mengsel niet op de bereikte temperatuur.
De temperatuur gaat dalen.
331p
Leg uit waarom de temperatuur na afloop van de reactie daalt.
Met behulp van het diagram kan Joris vaststellen hoeveel mL 2,0 M natronloog heeft
gereageerd met 10 mL schoonmaakazijn. Vervolgens kan hij berekenen hoeveel gram
azijnzuur aanwezig is in 100 mL schoonmaakazijn.
344p
Geef deze berekening.

opgave 6Magnesium

Bij een bepaalde productiemethode van magnesium worden zeewater en de vaste stof
dolomiet gebruikt. De formule van dolomiet is CaMg(CO3)2.
Hieronder is het blokschema van deze magnesiumproductie weergegeven.
X CaMg(CO3)2 MgO 1 CaO 2 H2O zoutzuur H2O MgCl2 Cl2 zeewater 3 4 Mg(OH)2 5 MgO 6 oplossing 7 8 Mg
In ruimte 1 vindt een ontledingsreactie plaats, waarbij onder andere een stof X ontstaat.
352p
Geef de formule van stof X.
Door aan het mengsel van magnesiumoxide en calciumoxide water toe te voegen, wordt in
ruimte 2 een suspensie verkregen. De vergelijking van de reactie die optreedt, is:
CaO + MgO + 2 H2O → Ca2+ + 2 OH– + Mg(OH)2
Aan de verkregen suspensie wordt in ruimte 3 zeewater toegevoegd. De hydroxide-ionen
die nog in de oplossing aanwezig zijn, slaan neer met de in het zeewater aanwezige
magnesiumionen.
362p
Geef de vergelijking van de reactie van hydroxide-ionen met magnesiumionen.
Door het toepassen van een scheidingsmethode wordt in ruimte 4 vast magnesiumhydroxide
verkregen.
372p
Welke scheidingsmethode is geschikt om in ruimte 4 vast magnesiumhydroxide te
verkrijgen? Geef een verklaring voor je antwoord.
Het vaste magnesiumhydroxide wordt in ruimte 5 verhit, waarbij zuiver magnesiumoxide
ontstaat. In ruimte 6 reageert magnesiumoxide met zoutzuur.
383p
Geef de vergelijking van de reactie die plaatsvindt in ruimte 6.
De verkregen magnesiumchloride-oplossing wordt ingedampt in ruimte 7. Vervolgens wordt
het magnesiumchloride in ruimte 8 in gesmolten toestand geëlektrolyseerd. Bij de
elektrolyse ontstaan magnesium en chloor.
De grondstoffen dolomiet en zeewater zijn goedkoop. Toch is magnesium niet goedkoop.
392p
Noem twee stappen in het productieproces die duur zijn en geef bij elk van deze stappen
aan waarom de stap duur is.
√(Einde)
Lees verder