opgave 1Opgave 1
Goud en zilver komen in de natuur onder andere voor als Au(s) en Ag(s). Meestal zitten
deze metalen als een mengsel in korreltjes vast aan gesteente.
Bij de winning van goud en zilver uit deze korreltjes maakt men gebruik van een oplossing
van natriumcyanide (NaCN). In deze oplossing is het natriumcyanide geïoniseerd in
Na+ ionen en CN- ionen.
Een natriumcyanide-oplossing is basisch.
14pGeef de vergelijking waaruit blijkt dat bij het oplossen van natriumcyanide in water een
basische oplossing ontstaat.
Men maalt het gesteente en de daaraan gehechte korreltjes (met goud en zilver) fijn. Men
voegt het gemalen mengsel toe aan een overmaat natriumcyanide-oplossing. Door het
ontstane mengsel wordt lucht geleid. Daardoor vinden twee redoxreacties plaats. Bij de
ene redoxreactie worden Au(CN)2- ionen gevormd en bij de andere redoxreactie
Ag(CN)2- ionen.
Bij beide redoxreacties is één van de halfreacties:
2 H
2O + O
2 + 4
4 OH
- 24pGeef van de redoxreactie waarbij goud reageert, de vergelijking van de andere halfreactie.
Men scheidt de ontstane oplossing af van het gemalen gesteente.
32pGeef de naam van een scheidingsmethode die hiervoor gebruikt kan worden.
Men voegt aan de verkregen oplossing een overmaat zinkpoeder toe. Daardoor treden de
volgende reacties op:
2 Au(CN)
2-(aq) + Zn(s)
2 Au(s) + Zn(CN)
(aq) (reactie 1)
2 Ag(CN)
2-(aq) + Zn(s)
2 Ag(s) + Zn(CN)
(aq) (reactie 2)
Men scheidt vervolgens een mengsel van goud, zilver en overgebleven zink af.
Om uit het verkregen mengsel van de metalen het zink te verwijderen, zonder het goud en
het zilver aan te tasten, wordt aan het mengsel een oplossing van een zuur toegevoegd.
Men gebruikt voor dit scheidingsproces een oplossing van zwavelzuur. Daarbij treedt
uitsluitend de volgende reactie op:
Zn(s) + 2 H
+(aq)
Zn
2+(aq) + H
2(g)
Een oplossing van salpeterzuur is niet geschikt voor dit scheidingsproces omdat in dat
geval behalve het zink ook het zilver reageert.
44pGeef aan de hand van getalwaarden uit Binas aan op grond waarvan verwacht mag
worden dat een oplossing van salpeterzuur reageert met zilver.
Men kan uit het verkregen mengsel van goud en zilver zuiver goud bereiden.
Zuiver goud is echter te zacht om sieraden van te maken. Het wordt daarom gemengd met
andere metalen, vaak met koper. Het goudgehalte van sieraden wordt weergegeven in
karaat.
Eén karaat komt overeen met 1/24 massadeel goud; 24 karaats goud is zuiver goud.Voor
sieraden wordt veelal 18 karaats goud gebruikt.
Een leerling draagt een oorringetje van 18 karaats goud. Behalve goud bevat het oorringetje
alleen koper. De leerling zegt dat zijn oorringetje meer goudatomen bevat dan koperatomen.
54pLaat met een berekening zien of de leerling gelijk heeft.
Voor toepassingen in de elektronica is goud nodig met een zeer hoge zuiverheid. Om dit
vrijwel zuivere goud te bereiden maakt men gebruik van een elektrolyse-opstelling die
hieronder schematisch is weergegeven.
De positieve elektrode bestaat uit goud met een gering percentage zilver. De negatieve
elektrode bestaat reeds uit (vrijwel) zuiver goud.Tijdens de elektrolyse slaat (vrijwel)
zuiver goud neer op de negatieve elektrode.
De gebruikte elektrolytoplossing is een (aangezuurde) oplossing van goud(III)chloride
(AuCl3).
De halfreacties die bij de elektrolyse aan de elektroden optreden, kan men als volgt
weergeven.
Positieve elektrode: Au(s)
Au
3+(aq) + 3 e-
en
Ag(s) + Cl
-(aq)
AgCl(s) + e
-Negatieve elektrode: Au
3+(aq) + 3 e-
Au(s)
65pLeg uit of de hoeveelheid goud die in een minuut aan de positieve elektrode reageert
groter is dan, kleiner is dan of gelijk is aan de hoeveelheid goud die in diezelfde minuut
aan de negatieve elektrode ontstaat.
opgave 3Opgave 3
Tussen methanol, koolstofmonooxide en 2-butyn kan onder invloed van een katalysator
een additiereactie plaatsvinden. Daarbij ontstaat een verbinding met de volgende
structuurformule:
Deze verbinding is een ester.
Men kan de naam van een ester omschrijven. Zo kan men ethylethanoaat omschrijven als
de ester van ethanol en ethaanzuur.
124pGeef op dezelfde manier de omschrijving van de naam van de verbinding met de
bovenstaande structuurformule.
Er bestaan twee verbindingen met de bovenstaande structuurformule. De moleculen van
deze twee verbindingen verschillen onderling slechts in hun ruimtelijke structuur.
134pGeef de structuurformules van deze twee verbindingen zodanig weer dat daaruit duidelijk
blijkt in welk opzicht de posities van atomen en/of atoomgroepen in de
molecuulstructuren van deze verbindingen van elkaar verschillen.
Methanol en koolstofmonooxide kunnen ook met andere koolwaterstoffen dan 2-butyn
additiereacties geven. Onder bepaalde omstandigheden kunnen daarbij
(additie)polymeren gevormd worden.
Bij een reactie tussen methanol, koolstofmonooxide en twee koolwaterstoffen X en Y
ontstaat in aanwezigheid van een geschikte katalysator een additiepolymeer. Dit polymeer
kan met de formule CH3O(C10H14O2)n H worden weergegeven. Hieronder is een deel van
de structuurformule van dit additiepolymeer gegeven:
144pGeef de structuurformules van de koolwaterstoffen X en Y die voor het maken van dit
additiepolymeer zijn gebruikt.
opgave 4Opgave 4
Wasmiddelen bevatten voor de ontharding van leidingwater onder andere zeolieten. Deze
vaste, slecht oplosbare stoffen zijn natriumaluminiumsilicaten.
In een publicatie over zeolieten wordt het volgende model afgebeeld van een fragment
van het kristalrooster van een zeoliet. Uit dit fragment zijn de Na+ ionen weggelaten.
In dit model zijn de bindingen voorgesteld als covalente bindingen (atoombindingen). De
consequentie van de aanname dat de bindingen tussen Al en O covalent zijn, is dat in dit
model een negatieve lading op Al geplaatst moet worden.
154pLeid uitgaande van de bovenstaande elektronenformule af hoe groot de negatieve lading
is die op elke Al geplaatst moet worden.
De kristallen van een zeoliet bevatten holten die via openingen bereikt kunnen worden
door moleculen en/of ionen. De Na+ ionen van een zeoliet bevinden zich in die holten. Het
zeoliet vermindert de hardheid van leidingwater doordat de Na+ ionen uitgewisseld
worden tegen Ca2+ ionen en Mg2+ ionen uit het leidingwater.Voor elk Ca2+ ion of
Mg2+ ion dat via de openingen in de zeolietstructuur naar binnen gaat, komen steeds
twee Na+ ionen via de openingen naar buiten en gaan in oplossing.
Een bepaald wasmiddel bevat 30 massaprocent van een zeoliet met de verhoudingsformule
Na4Al4Si4O16.9H2O.
Voor een wasbeurt met 10 liter leidingwater dat in totaal 1,5·10-2 mol Ca2+ + Mg2+ bevat,
wordt 90 gram van dit wasmiddel gebruikt.
De massa van een mol van het zeoliet bedraagt 7,3·102 g.
165pBereken hoeveel procent van de Na+ ionen uit het zeoliet bij bovengenoemde wasbeurt
uitgewisseld wordt tegen Ca2+ ionen + Mg2+ ionen. Neem hierbij aan dat alle Ca2+ ionen
en Mg2+ ionen uit de 10 liter water worden uitgewisseld.
In werkelijkheid worden niet alle Ca2+ en Mg2+ uit het leidingwater uitgewisseld.Als het
zeoliet wordt geschud met hard water, stellen zich snel evenwichten in die als volgt kunnen
worden weergegeven:
2 Na
+zeoliet(s) + Ca
2+(aq)
2 Na
+(aq) + Ca
2+zeoliet(s) (evenwicht 1)
2 Na
+zeoliet(s) + Mg
2+(aq)
2 Na
+(aq) + Mg
2+zeoliet(s) (evenwicht 2)
Een leerling krijgt de opdracht om na te gaan welk van de evenwichten 1 of 2 onder
dezelfde omstandigheden het meest rechts ligt. Hij moet dus nagaan welke van de
ionsoorten Ca2+ of Mg2+ beter uitgewisseld wordt tegen de Na+ ionen van het zeoliet. De
leerling probeert een antwoord op deze vraag te vinden in de schoolbibliotheek. Hij vindt
in een boek dat de grootte van de openingen in het zeoliet zodanig is dat Ca2+(aq) ionen
en Mg2+(aq) ionen de openingen niet kunnen passeren. In het boek staat verder dat van
een Ca2+(aq) ion en een Mg2+(aq) ion eerst de watermantel verwijderd moet worden
voordat de ionen de openingen in het zeoliet kunnen passeren.
Voor het verwijderen van de watermantel is bij een Ca2+ ion minder energie nodig dan bij
een Mg2+ ion.
173pGeef uit Binas de getalwaarden waaruit blijkt dat voor het verwijderen van de
watermantel bij een Ca2+(aq) ion minder energie nodig is dan bij een Mg2+(aq) ion.
Vermeld ook de eenheden bij die getalwaarden.
De leerling vindt in de schoolbibliotheek te weinig gegevens om antwoord te kunnen
geven op de vraag welk van de evenwichten 1 en 2 het meest rechts ligt. Hij besluit daarom
een onderzoek te doen.
De leerling voert het onderzoek als volgt uit.
Hij doet in twee erlenmeyers gelijke hoeveelheden van het zeoliet.
Hij voegt aan het zeoliet in de ene erlenmeyer 25,0 ml 0,100 M calciumchloride-oplossing
toe.
Hij voegt aan het zeoliet in de andere erlenmeyer 25,0 ml 0,100 M magnesiumchloride-
oplossing toe.
Hij schudt de beide erlenmeyers goed.
Hij filtreert de beide mengsels en vangt de filtraten afzonderlijk op.
Hij titreert elk van de filtraten. Hij gebruikt daarvoor een oplossing van een bepaald
natriumzout.
Bij de titraties reageren de negatieve ionen van dit natriumzout met deeltjes uit de beide
filtraten.Van deze deeltjes worden op deze manier de concentraties bepaald.
De reden dat de leerling filtreert, heeft niets te maken met het goed of slecht kunnen
waarnemen van het eindpunt van de titraties.Als de leerling niet zou hebben gefiltreerd,
zou hij verkeerde titratie-uitkomsten hebben verkregen.
182pGeef de formules van de deeltjes waarvan de leerling bij de titraties de concentraties
bepaalt.
194pLeg uit hoe verklaard moet worden dat de leerling verkeerde titratie-uitkomsten zou
hebben verkregen als hij niet gefiltreerd zou hebben.
Let op: de laatste vragen van dit examen staan op de volgende pagina.
![Bereken hoeveel gram fosforzuur men moet toevoegen om 1,0 liter Coke met een pH = 2,41 te maken. De [PO 3 - ] in Coke is zeer klein.Men kan [PO 3 - ] in Coke berekenen als de pH van de 4 4 + Coke bekend is.Als aangenomen wordt dat [H 3 O ] in de Coke alleen door evenwicht 1 wordt bepaald,kan men…](fx/veilig-o5-p08-243-9b5e8596.webp)
![Leid deze betrekking af,onder andere met behulp van de evenwichtsvoorwaarden van de evenwichten 2 en 3. Ondanks de zeer kleine [PO 3 - ] kunnen fosfaationen uit Coke toch met bepaalde 4 metaalionen worden neergeslagen.Zo ontstaat bij toevoeging van een oplossing van lanthaan(III)nitraat (La(NO 3 )…](fx/veilig-o5-p08-361-233629d8.webp)
