bij dit examen
Jood-129
opgave 1tekst- Laser zet radioactief afval om
Onderzoekers van het Rutherford Appleton Laboratory (Engeland) zijn erin
geslaagd om met een grote laser ongeveer een miljoen atomen van jood-129 om te
zetten in jood-128. Jood-129 is een van de radioactieve atoomsoorten die ontstaan
bij het verbranden van uranium in een kernreactor.
Het voordeel van de omzetting van jood-129 in jood-128 is de veel kortere
halveringstijd van jood-128: al na 25 minuten heeft de helft van de jood-128 atomen
radioactiviteit verloren, terwijl dit bij jood-129 maar liefst 15,7 miljoen jaar duurt.naar: Technisch Weekblad
12p
Hoeveel protonen en hoeveel elektronen bevat een atoom jood-129?
Hoeveel protonen en hoeveel elektronen bevat een atoom jood-129?Noteer je antwoord als volgt:
aantal protonen: …
aantal elektronen: …
De onderzoekers zijn erin geslaagd om met een laser één soort deeltjes uit jood-129 atomen
te verwijderen.
22p
Leg uit welk soort deeltjes werd verwijderd.
Leg uit welk soort deeltjes werd verwijderd.Volgens de regels 3 en 4 ontstaat jood-129 bij het „verbranden van uranium”.
31p
Leg uit dat jood-129 geen verbrandingsproduct van uranium kan zijn.
Leg uit dat jood-129 geen verbrandingsproduct van uranium kan zijn.Waterstof uit biomassa
opgave 2tekst- Platinakatalysator maakt waterstof uit opgelost glucose
fragment 2
Tot nu toe zijn het fossiele brandstoffen als aardgas die de basis vormen voor de
synthese van waterstof, maar Amerikaanse scheikundigen hebben een methode
ontwikkeld om met behulp van platina als katalysator waterstof te maken uit
biomassa. De reactie vindt plaats in vloeibaar water bij een betrekkelijk lage
temperatuur van rond de 250 graden Celsius en een druk van maximaal
atmosfeer.
James Dumesic en zijn collega’s van de universiteit van Wisconsin extraheerden
glucose uit plantenmateriaal en leidden dat naar een katalysator in de vorm van
platinadeeltjes op een keramische drager. Aan het oppervlak daarvan worden de
glucosemoleculen afgebroken en omgezet in waterstof en koolzuurgas. Een klein
deel van deze gassen reageert door tot methaan en water. De onderzoekers
verwachten dat het proces even goed werkt met bio-afval zoals houtpulp, stro en
plantenvezels. Waterstof dat zo gewonnen wordt, kan men gebruiken voor een
elektromotor die is aangesloten op een brandstofcel.naar: NRC Handelsblad
In regel 1 van tekstfragment 2 is sprake van aardgas als fossiele brandstof.
42p
Geef de namen van twee andere fossiele brandstoffen.
Geef de namen van twee andere fossiele brandstoffen.Glucose wordt geëxtraheerd uit plantenmateriaal (de regels 7 en 8). Voor de extractie kan
men water gebruiken. Glucose lost goed op in water dankzij de vorming van
waterstofbruggen tussen glucosemoleculen en watermoleculen.
Hieronder en op de uitwerkbijlage is de structuurformule van een glucosemolecuul
getekend.
52puitwerkbijlage
Teken op de uitwerkbijlage hoe twee watermoleculen door middel van een waterstofbrug
Teken op de uitwerkbijlage hoe twee watermoleculen door middel van een waterstofbrugaan het glucosemolecuul zijn gebonden. Teken daarbij de watermoleculen in
structuurformule en geef een waterstofbrug weer met een stippellijn.
Behalve bio-afval kan men ook aardappelen gebruiken om waterstof te maken volgens de in
tekstfragment 2 beschreven methode. Daartoe moet het aardappelzetmeel, dat is opgebouwd
uit glucose-eenheden, eerst worden gehydrolyseerd. Een gedeelte van de structuurformule
van zetmeel staat hieronder vereenvoudigd weergegeven, net zoals dat in Binas gebruikelijk
is. Dezelfde structuurformule is ook op de uitwerkbijlage getekend.
63puitwerkbijlage
Geef de reactievergelijking van de hydrolyse van zetmeel. Doe dat door op de
Geef de reactievergelijking van de hydrolyse van zetmeel. Doe dat door op deuitwerkbijlage de vergelijking van de hydrolyse van de binding tussen de twee getekende
glucose-eenheden te geven. Gebruik daarbij vereenvoudigde structuurformules.
Een leerling wil de reactievergelijking opschrijven van de reactie die beschreven wordt in
de regels 9 en 10 van tekstfragment 2. Hij begint met het opschrijven van de juiste formules
van glucose, waterstof en „koolzuurgas” (koolstofdioxide):
C6H12O6 → H2 + CO2
Hij komt nu tot de conclusie dat glucose niet de enige beginstof kan zijn bij een reactie
waarbij waterstof en koolstofdioxide de enige reactieprodukten zijn.
72p
Leg uit dat glucose niet de enige beginstof kan zijn bij deze reactie.
Leg uit dat glucose niet de enige beginstof kan zijn bij deze reactie.Het blijkt dat bij deze reactie per mol glucose maximaal twaalf mol waterstofgas kan
worden verkregen.
83p
Bereken hoeveel gram waterstofgas maximaal kan worden verkregen uit 1,0 kg aardappelen.
Bereken hoeveel gram waterstofgas maximaal kan worden verkregen uit 1,0 kg aardappelen.Ga ervan uit dat door hydrolyse uit 100 gram aardappel 18 gram glucose ontstaat.
Volgens tekstfragment 2 ontstaat tijdens het proces ook methaan (de regels 10 en 11).
93p
Geef de vergelijking van de reactie die in de regels 10 en 11 wordt beschreven.
Geef de vergelijking van de reactie die in de regels 10 en 11 wordt beschreven.Bianca en Katerina discussiëren over het krantenartikel. Bianca ziet voordelen om op deze
wijze waterstofgas te winnen. Katerina ziet ook nadelen.
102p
Geef een voordeel en geef een nadeel die gebruikt kunnen worden in de discussie over het
Geef een voordeel en geef een nadeel die gebruikt kunnen worden in de discussie over hetwinnen van waterstof op deze wijze.
Noteer je antwoord als volgt:
voordeel: …
nadeel: …
opgave 3Koperoxide
Van koper zijn verschillende oxiden bekend, waaronder CuO en Cu 2 O. Aad moet als praktische opdracht nagaan of een bepaalde hoeveelheid koperoxide zuiver CuO is of een mengsel van CuO en Cu 2 O. Daartoe gaat hij het massapercentage koper in de stof bepalen. Het voorschrift dat hij voor de bepaling gebruikt, luidt als volgt: 1 Weeg nauwkeurig een hoeveelheid (tussen 0,5 en 2,5 g) van de te onderzoeken voorschrift 2 stof af en breng het over in een bekerglas. Voeg hieraan 20 mL 3 M zoutzuur toe. 3 Wanneer alle stof is opgelost, voeg dan stukjes aluminiumfolie toe. Deze krijgen 4 een koperkleur. Ga hiermee door totdat de folie niet meer bruin kleurt. De overmaat 5 aluminium reageert met het overgebleven zuur onder vorming van gasbelletjes. 6 Wanneer er geen gasbelletjes meer gevormd worden, filtreer dan de gevormde 7 suspensie en droog het residu (koper). Weeg tenslotte het droge koper. Aad gaat de bepaling uitvoeren. Bij het uitvoeren van de proef blijkt dat de reactie van het koperoxide met het zoutzuur nogal traag verloopt. Aad wil iets in de uitvoering veranderen, waardoor de reactie tussen koperoxide en zoutzuur sneller verloopt. Hij wil geen andere stoffen dan het te onderzoeken koperoxide en zoutzuur gebruiken.
→ Beschrijf een proef waarmee Aad kan aantonen dat het gevormde gas waterstof is. Beschrijf de handelingen en de mogelijke waarnemingen. Aad voert de proef een aantal malen uit met verschillende hoeveelheden van de te onderzoeken stof. Zijn resultaten zijn weergegeven in onderstaand diagram: diagram 0 0 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 massa koperoxide (g)
→ Stel met behulp van de vergelijkingen van de twee halfreacties de vergelijking van de totale redoxreactie van Cu 2+ met aluminium op. Noteer je antwoord als volgt: halfreactie oxidator: … halfreactie reductor: … totale redoxreactie: … Bernard vraagt zich af of hij hetzelfde voorschrift kan gebruiken om te bepalen of een bepaalde hoeveelheid ijzeroxide zuiver FeO is of een mengsel van FeO en Fe 2 O 3 .
opgave 4Wascapsules
Wasmiddelenproducent Robijn maakt capsules met wasmiddel. De capsules zijn gemaakt
van de oplosbare kunststof polyvinylalcohol. Het wasmiddel dat zich in de capsules
bevindt, is een vloeibare gel.
Polyvinylalcohol wordt gemaakt door hydrolyse van polyvinylacetaat. Hieronder is een
stukje uit het midden van de structuurformule van polyvinylacetaat weergegeven:
Polyvinylacetaat wordt gevormd door additiepolymerisatie van het monomeer vinylacetaat.
182p
Geef de structuurformule van vinylacetaat.
Geef de structuurformule van vinylacetaat.Doordat polyvinylacetaat estergroepen bevat, kan polyvinylacetaat gehydrolyseerd worden.
Bij de hydrolyse ontstaan polyvinylalcohol en één andere stof.
192p
Geef de systematische naam van die andere stof.
Geef de systematische naam van die andere stof.Wanneer de capsule in aanraking komt met warm water, dan lost deze op. Door het
oplossen van de capsule komt het wasmiddel in het water. Wasmiddel moet ervoor zorgen
dat vuil dat niet in water oplost, bijvoorbeeld vet, toch uit kleding wordt verwijderd. Voor
dat doel bevat het wasmiddel ionen die schematisch weergegeven kunnen worden als
deeltjes met een geladen kop en een lange koolwaterstofstaart.
203p
Leg aan de hand van de bouw van deze ionen uit, hoe het wasmiddel in staat is om vet uit
Leg aan de hand van de bouw van deze ionen uit, hoe het wasmiddel in staat is om vet uitkleding te verwijderen.
opgave 5Groene diesel
Bij ECN (Energieonderzoek Centrum Nederland) in Petten is men in staat om dieselolie te
maken uit snippers wilgenhout. Om deze zogenoemde groene diesel te kunnen maken moet
het wilgenhout eerst worden omgezet in voornamelijk koolstofmono-oxide en waterstof.
In het laboratorium van ECN staat een proefopstelling voor de productie van
koolstofmono-oxide en waterstof. In onderstaand blokschema is deze opstelling
vereenvoudigd weergegeven:
De houtsnippers bestaan voornamelijk uit het polysacharide cellulose (zie Binas-tabel
67 A3). In ruimte 1 worden de houtsnippers bij een temperatuur van 850 °C met zuurstof
omgezet tot koolstofmono-oxide en waterstof. Hierbij ontstaan verontreinigingen zoals
ammoniak (NH3), teer, roet en as. Teer is een verzamelnaam voor organische verbindingen
met kookpunten tussen de 80 °C en 350 °C.
Om maximale hoeveelheden koolstofmono-oxide en waterstof te krijgen, moet in ruimte 1
precies de juiste hoeveelheid zuurstof worden toegevoerd. Wanneer te veel zuurstof wordt
toegevoerd ontstaat minder waterstof, wanneer te weinig zuurstof wordt toegevoerd ontstaat
minder koolstofmono-oxide.
212p
Leg uit hoe het komt dat bij een teveel aan zuurstof minder waterstof ontstaat en bij een
Leg uit hoe het komt dat bij een teveel aan zuurstof minder waterstof ontstaat en bij eentekort aan zuurstof minder koolstofmono-oxide ontstaat.
222p
Leg uit of ammoniak kan ontstaan door ontleding van cellulose.
Leg uit of ammoniak kan ontstaan door ontleding van cellulose.Ruimte 2 bevat een stoffilter. Een stoffilter is een filter dat vaste stoffen tegenhoudt en
gassen doorlaat. Met behulp van zo’n stoffilter worden in ruimte 2 het roet en de as
verwijderd.
232p
Welke temperatuur moet het stoffilter in ruimte 2 minimaal hebben om de gewenste
Welke temperatuur moet het stoffilter in ruimte 2 minimaal hebben om de gewenstescheiding te laten plaatsvinden? Geef een verklaring voor je antwoord.
In ruimte 3 wordt het teer gescheiden van koolstofmono-oxide, waterstof en ammoniak.
Hierbij wordt het teer met behulp van een oplosmiddel uit het gasmengsel gehaald. In
ruimte 4 wordt dat oplosmiddel van het teer gescheiden. Het oplosmiddel wordt opnieuw
gebruikt.
242p
Van welke scheidingsmethode wordt gebruik gemaakt in ruimte 3 en van welke
Van welke scheidingsmethode wordt gebruik gemaakt in ruimte 3 en van welkescheidingsmethode in ruimte 4?
Noteer je antwoord als volgt:
in ruimte 3: …
in ruimte 4: …
In ruimte 5 wordt het overgebleven gasmengsel met water besproeid. Ammoniak lost op,
koolstofmono-oxide en waterstof lossen niet op. Hierdoor wordt ammoniak gescheiden van
koolstofmono-oxide en waterstof.
252p
Leg uit aan de hand van de structuur van een ammoniakmolecuul waarom ammoniak goed![(n + 2) CO + (2n + 5) H → CH –[CH ] – CH + y H O](fx/p07-84-187-345-bd67ff6b.webp)
Leg uit aan de hand van de structuur van een ammoniakmolecuul waarom ammoniak goedin water oplost.
Uit ruimte 5 van de proefopstelling van ECN komt een gasmengsel van uitsluitend
koolstofmono-oxide en waterstof.
Dit mengsel gaat naar een reactor waar men koolstofmono-oxide laat reageren met
waterstof. Onder invloed van een katalysator treedt de volgende reactie op waarbij
koolwaterstofketens worden gevormd:
(reactie 1)
261p
Welke waarde heeft y in bovenstaande reactievergelijking wanneer n = 17?
Welke waarde heeft y in bovenstaande reactievergelijking wanneer n = 17?De gewenste gemiddelde lengte van de koolwaterstofketens wordt verkregen door een juiste
keuze van temperatuur en druk.
Een mengsel van koolwaterstoffen met een ketenlengte waarbij 7 < n < 19, is geschikt als
dieselbrandstof. De dieselbrandstof die op deze manier uit wilgenhoutsnippers gemaakt
wordt, noemt men groene diesel.
Uit onderzoek bleek dat het rendement aan groene diesel hoger wordt wanneer men eerst
bij reactie 1 moleculen met lange ketens maakt (n ≥ 19). Deze moleculen met lange ketens
worden vervolgens gekraakt.
Een voorbeeld van zo’n alkaanmolecuul met een lange keten is een molecuul C51H104. Bij
een kraakreactie kunnen bijvoorbeeld uit één zo’n molecuul C51H104 drie moleculen
ontstaan die elk 17 koolstofatomen hebben.
272p
Geef de reactievergelijking van de kraakreactie waarbij uit één zo’n molecuul C51H104 drie
Geef de reactievergelijking van de kraakreactie waarbij uit één zo’n molecuul C51H104 driemoleculen met 17 koolstofatomen ontstaan.
De vader van Pieter heeft een auto waarmee hij 30.000 km per jaar rijdt. De auto gebruikt
1,0 liter groene diesel per 20 km.
Een agrarisch bedrijf is in staat om 11 ton wilgenhout per jaar per hectare te produceren.
Uit 1,0 ton wilgenhout kan 150 liter groene diesel worden gemaakt.
283p
Bereken het minimale aantal hectare dat nodig is voor de wilgenhoutproductie om deze auto
Bereken het minimale aantal hectare dat nodig is voor de wilgenhoutproductie om deze autopermanent van groene diesel te voorzien.
De reactievergelijking van de volledige verbranding van groene diesel is hieronder
weergegeven, waarbij C14H30 de „gemiddelde molecuulformule” van groene diesel is.
2 C14H30 + 43 O2 → 28 CO2 + 30 H2O
294p
Bereken hoeveel kg koolstofdioxide ontstaat bij de volledige verbranding van 150 liter
Bereken hoeveel kg koolstofdioxide ontstaat bij de volledige verbranding van 150 litergroene diesel. Neem hierbij aan dat groene diesel een dichtheid heeft van 0,79 kg L–1.
Bij verbranding van groene diesel komt ongeveer evenveel koolstofdioxide vrij als bij
verbranding van „normale” dieselolie. Toch noemt men het gebruik van groene diesel
broeikasgasneutraal.
301p
Geef aan waarom het gebruik van groene diesel broeikasgasneutraal genoemd mag worden.
Geef aan waarom het gebruik van groene diesel broeikasgasneutraal genoemd mag worden.opgave 6De Wasa
tekst- 1 In 1961 werd het Zweedse oorlogsschip Wasa in de haven van Stockholm fragment 3 2 geborgen, 333 jaar nadat het gezonken was. Na jaren van restauratie werd het 3 schip in 1990 tentoongesteld. Helaas. Al gauw zag men een uitslag op de zware 4 eiken balken van het schip. De onderzoeksgroep van de Zweedse chemicus 5 Magnus Sandström stelde vast dat het ging om sulfaatkristallen zoals gips 6 CaSO 4 ּ 2H 2 O, melanteriet FeSO 4 ּ 7H 2 O, en natrojarosiet NaFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 . 7 Bovendien ontdekte de groep een flinke voorraad elementair zwavel in de balken. 8 Deze zwavel reageert met zuurstof en wordt uiteindelijk met water omgezet in 9 zwavelzuur (H 2 SO 4 ). Dit leidde er toe dat de pH op sommige plekken van het schip 10 daalde tot waarden tussen 1 en 3. Lastig, want zuur tast de cellulose van het hout 11 aan. Gelukkig is er nog maar weinig hout aangetast, want niet alle zwavel is 12 geoxideerd. De onderzoeksgroep berekende dat er voldoende zwavel in de balken 13 van het schip aanwezig was om 5,0 ּ 10 3 kg zwavelzuur te produceren. 14 In een poging de zuuraanval op het schip te verminderen, behandelde men de 15 balken met een oplossing die waterstofcarbonaationen bevat. Maar deze pogingen 16 hadden slechts tijdelijk succes. Men wist de pH op 6 te brengen, maar na een paar 17 maanden viel de pH weer terug naar lagere waarden. 18 Met behulp van het polymeer PEG 4000, dat men ook gebruikte om aangetast 19 cellulose te vervangen, is men er in geslaagd een waslaagje op de oppervlakte van 20 het schip aan te brengen. Door het waslaagje wordt het hout beschermd tegen 21 verdere aantasting. naar: Nature Alle ijzerionen in een kristal natrojarosiet (regel 6) hebben dezelfde lading.
opgave 7Goocheltruc
De goochelaar had een fles met oranjegeel water. Het oranjegele water goot hij langzaam
over in een leeg glas. Daarbij veranderde het oranjegele water in rood water.
„Dat moet ik ook kunnen”, dacht Jochem, „het heeft vast iets te maken met zuren, basen en
indicatoren.” Jochem pakte zijn Binas tabellenboek en ontdekte dat de indicator
neutraalrood beneden pH = 6,8 rood is en boven pH = 8,0 oranjegeel. „Die goochelaar heeft
dus natronloog met neutraalrood erin genomen en dat lege glas was niet leeg. Daar zat
geconcentreerd zwavelzuur in; maar zó weinig dat je het niet ziet”, vervolgde Jochem zijn
gedachtegang. „De molariteit van het natronloog mag natuurlijk niet te hoog zijn, want
anders loop je de kans dat het water uiteindelijk toch weer oranjegeel wordt.”
382p
Leg uit hoe het komt dat de inhoud van het glas weer oranjegeel zou kunnen worden als het
Leg uit hoe het komt dat de inhoud van het glas weer oranjegeel zou kunnen worden als hetnatronloog een te hoge molariteit heeft.
Toen hij verder keek in de tabel, ontdekte Jochem dat er ook een indicator is met twee
omslagtrajecten: thymolblauw is beneden pH = 1,2 rood, tussen pH = 2,8 en pH = 8,0 geel
en boven pH = 9,6 blauw. „Dus met thymolblauw als indicator in natronloog met een pH
van ongeveer 10,5 zou er twee keer een kleurverandering kunnen optreden en dat is nog
leuker”, veronderstelde Jochem.
Op school probeerde Jochem zijn proef uit. Hij deed 300 mL natronloog met pH = 10,5 in
een erlenmeyer en voegde er thymolblauw aan toe. In een bekerglas deed hij voorzichtig
een klein beetje geconcentreerd zwavelzuur. Daarna goot hij het blauw gekleurde
natronloog langzaam in het „lege” bekerglas. Hieronder zijn de beginsituatie, een
tussensituatie en de eindsituatie van deze proef weergegeven:
De blauwe kleur veranderde in het bekerglas eerst in kleur 2, daarna was kleur 3 te zien.
Jochem was tevreden, bij de proef waren drie verschillende kleuren te zien geweest.
393p
Welke kleur is kleur 2 en welke kleur is kleur 3? Geef een verklaring voor je antwoord.
Welke kleur is kleur 2 en welke kleur is kleur 3? Geef een verklaring voor je antwoord.vraag 5
12p
22p
31p
42p
52p
63p
72p
83p
93p
102p
112p
122p
132p
142p
152p
163p
172p
182p
192p
203p
212p
222p
232p
242p
252p
261p
272p
283p
294p
301p
312p
322p
332p
342p
352p
362p
372p
382p
393p
