De fles POKON Bijna iedereen heeft thuis kamerplanten. Die geef je meestal water uit de kraan, maar één of twee keer per maand voeg je aan het gietwater ook kunstmest toe. Een veel gebruikt merk kunstmest voor kamerplanten is POKON. POKON is een waterige oplossing van een aantal zouten. Het zit in een groene plastic fles met aan voor- en achterkant een etiket. Deze etiketten bevatten nuttige en interessante informatie voor de gebruiker en ook informatie over de samenstelling van POKON. In deze opgave wordt veel van de informatie die op de etiketten staat kritisch bekeken. Wanneer in de opgave iets van de tekst van de etiketten wordt weergegeven, is dat steeds cursief getypt. De etiketten zijn op een aparte bijlage bij deze opgave afgebeeld. Op het etiket aan de voorzijde (figuur 1) van de fles staat Gaat 2x langer mee ook op het etiket aan de achterzijde (figuur 2) vind je zo’n opmerking: Deze fles plantenvoedsel in verbeterde samenstelling gaat 2x langer mee. 1p 1p
1 2
Geef aan wat de producent volgens jou bedoelt met Gaat 2 x langer mee. Leg uit wat die verbeterde samenstelling inhoudt. De merknaam POKON is niet zomaar uit de lucht komen vallen. Uit informatie die op het etiket van de achterzijde staat, kun je afleiden waar die naam vandaan komt.
2p
3
Leg aan de hand van informatie op het etiket uit hoe de merknaam POKON tot stand is gekomen. In figuur 2 staat een groot aantal stoffen en elementen vermeld die in POKON voorkomen. Elementen die niet in POKON voorkomen, maar die een plant toch nodig heeft, zijn bijvoorbeeld C en H en Ca. Kennelijk kan een plant deze elementen zonder kunstmest al in voldoende mate binnenkrijgen.
1p 2p
4 5
Welke stof(fen) gebruikt een plant om aan zijn behoefte aan C en H te voldoen? Noem twee bronnen waaruit een plant Ca kan halen. Van de stoffen die figuur 2 staan vermeld, kan onder andere stikstof niet in POKON voorkomen.
1p
6
Geef aan waarom de niet-ontleedbare stof stikstof niet in POKON kan voorkomen. Stikstof komt in POKON onder andere voor in de vorm van nitraationen: 2,9% nitraatstikstof. Nitraationen zijn giftig. Dat is waarschijnlijk de reden dat op de achterkant van de fles staat Buiten bereik van kinderen houden.
4p
7
Ga na of de inhoud van een fles POKON inderdaad gevaar kan opleveren voor kinderen. Maak daartoe een schatting van het aantal slokken onverdunde POKON dat een kind van 30 kg maximaal kan drinken voordat hij/zij de ADI voor nitraat heeft bereikt. Gebruik, behalve gegevens uit Binas en figuur 2, de volgende gegevens: • 2,9% nitraatstikstof komt neer op 13 g NO3– per 100 g POKON: • een slok is 15 mL. Behalve de niet-ontleedbare stof stikstof kunnen ook kaliumoxide en fosforzuuranhydride niet in POKON voorkomen, omdat beide laatstgenoemde stoffen met water of met elkaar reageren.
1p
8
Geef de naam van de stof of oplossing die ontstaat wanneer kaliumoxide met water reageert. Pokon 2009-01-30 vdefc.doc
Spoorelementen komen in lage tot zeer lage concentraties in POKON voor. Die concentraties zijn niet voor alle spoorelementen even groot, zowel uitgedrukt in procenten als in mol L–1. 2p
9
Van welk van de spoorelementen ijzer en boor is de concentratie in mol L–1 het grootst? Leg uit. Er wordt aangeraden de fles POKON vorstvrij te bewaren (zie figuur 2). Dit houdt verband met het feit dat bij lage temperatuur (onder 6,5 °C) één of meer van de stoffen in de fles POKON gaan uitkristalliseren. Hierdoor neemt de voedingswaarde af: de concentratie van de stoffen wordt immers minder. Je zou zeggen: dan verdun je de POKON toch met minder dan de voorgeschreven ½ liter water? Maar afgezien van het feit dat je niet weet met hoeveel water je de POKON dan moet verdunnen, komt ook een ander aspect dat op het etiket van de achterkant vermeld staat in gevaar.
2p
10 Welk aspect is dat? Geef een verklaring bij je antwoord. Dat op de fles POKON vermeld staat dat er kaliumoxide en fosforzuuranhydride inzit, terwijl dat helemaal niet kan, komt doordat mineralogen vroeger alle zouten schreven als combinaties van oxiden. Welke stoffen wel in POKON zitten, hebben de makers van deze opgave aan de producenten van POKON gevraagd. Als antwoord kregen zij tabel 1 toegestuurd (zie de bijlage). Onder Composition staat daarin hetzelfde vermeld als op het etiket. Onder Formulation staat onder andere welke stoffen daadwerkelijk zijn gebruikt. De NPK bronnen zijn dus ureum, ammoniumpolyfosfaat, ammoniumnitraat en kaliumnitraat. De percentages die in de tabel zijn vermeld, kunnen worden opgevat als grammen (per 100 g POKON). Uit tabel 1 kun je opmaken dat de enige stof die als kaliumbron in POKON is gebruikt kaliumnitraat (potassiumnitrate) is. Je kunt berekenen dat het gegeven wat betreft kaliumoxide dat onder Composition staat keurig in overeenstemming is met het gegeven over potassiumnitrate dat onder Formulation staat.
3p
11 Geef die berekening. Met ammoniumnitrate liquid wordt een geconcentreerde oplossing van ammoniumnitraat bedoeld en niet vloeibaar ammoniumnitraat, NH4NO3(l).
2p
12 Leg uit dat het zeer onwaarschijnlijk is dat men ammoniumnitraat in vloeibare vorm heeft gebruikt om in de POKON te verwerken. De producenten van POKON waren niet bereid te vertellen welke stof werd bedoeld met ammoniumpolyphosphate (ammoniumpolyfosfaat). Maar daar is wel achter te komen als je er vanuit gaat dat het ammoniumpolyfosfaat één soort polyfosfaationen bevat. Van polyfosfaationen bestaan er een heleboel. Ze voldoen aan de algemene formule PnO3n+1(n+2)–. Wanneer we weten hoeveel mol NH4+ in het ammoniumpolyfosfaat zit, kunnen we berekenen welke soort polyfosfaationen er in voorkomen, n dus. Door gegevens uit Composition en Formulation met elkaar te combineren, kun je berekenen dat per 100 g POKON 0,071 mol NH4+ in het ammoniumpolyfosfaat zit.
4p
5p
13 Beschrijf globaal de berekeningstappen die je moet uitvoeren voor die berekening. Geef daarin aan welke gegevens uit Composition en Formulation je met elkaar moet combineren. Voer die berekening niet uit. 14 Bereken de waarde van n in PnO3n+1(n+2)– (als een geheel getal).
Pokon 2009-01-30 vdefc.doc
De fles POKON - beoordelingsmodel 1
maximumscore 1 Ze bedoelen dat, wanneer je eerst (bijvoorbeeld) een half jaar met zo’n fles deed, dat je er nu een jaar over doet voor hij leeg is.
2
maximumscore 1 Voorbeelden van juiste antwoorden: Ze hebben de oplossing twee keer zo geconcentreerd gemaakt. en Er zit de dubbele hoeveelheid aan zouten in de oplossing. Antwoorden als: „Er zit twee keer zo veel in.” en „Ze hebben de fles twee keer zo groot gemaakt.” fout rekenen.
3
maximumscore 2 PO komt van fosforoxide/P2O5 KO komt van kaliumoxide/K2O N komt van stikstof
4
maximumscore 1 Koolstofdioxide/CO2 en water/H2O Indien andere stoffen zijn genoemd, per extra genoemde stof een punt aftrekken.
5
6
maximumscore 2 • uit de bodem/(pot)grond • uit het (leiding)water (waarmee je de POKON verdunt)
1 1
maximumscore 1 Voorbeelden van juiste antwoorden: ¾ stikstof is een gas ¾ stikstof is slecht oplosbaar (in water) Wanneer een antwoord is gegeven als: „Planten kunnen stikstof niet rechtstreeks opnemen.” dit goed rekenen.
7
maximumscore 4 Een juiste schatting leidt tot de conclusie dat (een kind van 30 kg nog niet eens één slok kan drinken voordat de ADI waarde van nitraat wordt overschreden en dus) de inhoud van een fles POKON gevaar voor kinderen kan opleveren. • • •
•
berekening van het aantal g nitraat dat een kind van 30 kg maximaal binnen mag krijgen: 30 (kg) × 3,7 (mg kg–1) × 10–3 (g mg–1) omrekening naar het aantal g POKON waar die hoeveelheid nitraat in zit: delen door 13 (g NO3– per g POKON) en vermenigvuldigen met 100 (g POKON) vermelding dat dit aantal gram POKON ongeveer gelijk is aan het aantal mL omdat de dichtheid van de POKON ongeveer 1 g mL–1 is of omrekening naar het aantal mL POKON waar die hoeveelheid nitraat in zit: delen door 1,18 (g mL–1) vermelding dat dit aantal mL POKON (veel) minder dan een slok is en conclusie of omrekening naar het aantal slokken: delen door 15 (mL slok–1) en conclusie
Pokon 2009-01-30 vdefc.doc
1 1
1 1
8
maximumscore 1 kaliumhydroxide / een oplossing van kaliumhydroxide / kaliloog
9
maximumscore 2 Een voorbeeld van een juist antwoord is: Het massapercentage van ijzer is twee keer zo groot als het massapercentage boor, maar de atoommassa van boor is meer dan twee keer zo klein als de atoommassa van ijzer, dus is de concentratie van boor in mol L–1 het grootst is. • •
notie dat de atoommassa van boor meer dan twee keer zo klein is dan de atoommassa van ijzer rest van de uitleg en conclusie
1 1
Wanneer het juiste antwoord is verkregen door middel van een correcte berekening, dit goed rekenen. 10
maximumscore 2 De voeding zal niet meer zo uitgebalanceerd zijn, want de ene stof kristalliseert meer uit dan de andere. • •
11
notie dat de ene stof meer uitkristalliseert dan de andere dus de voeding zal niet meer zo uitgebalanceerd zijn
1 1
maximumscore 3 • berekening van het aantal mol K in 15,22 g KNO3: 15,22 (g) delen door de massa 1 van een mol KNO3 (101,1 g) • berekening van het aantal mol K2O in 7 g K2O: 7 (g) delen door de massa van een 1 mol K2O (94,20 g) • omrekening naar het aantal mol K in K2O: vermenigvuldigen met 2 en constatering dat het aantal mol K in 15,22 g KNO3 (vrijwel) gelijk is aan het aantal mol K in K2O 1 of • • •
12
13
berekening van het aantal mol K in 15,22 g KNO3: 15,22 (g) delen door de massa 1 van een mol KNO3 (101,1 g) 1 omrekening naar het aantal mol K2O dat daarmee overeenkomt: delen door 2 omrekening naar het aantal g K2O: en vermenigvuldigen met de massa van een mol K2O (94,20 g) en constatering dat de uitkomst (vrijwel) gelijk is aan de genoemde 7% potassiumoxide 1
maximumscore 2 • ammoniumnitraat is een zout • zouten hebben een hoog smeltpunt maximumscore 4 • de hoeveelheid nitraat-N die in het kaliumnitraat zit, haal je uit de 15,22% kaliumnitraat • de hoeveelheid nitraat-N die in het ammoniumnitraat zit, haal je uit de 2,9% (totale) nitraat-N en de nitraat-N die in het kaliumnitraat zit • de hoeveelheid ammonium-N in het ammoniumnitraat haal je uit / is gelijk aan de hoeveelheid nitraat-N die in het ammoniumnitraat zit • de hoeveelheid ammonium-N in het ammoniumpolyfosfaat en dus de hoeveelheid NH4+ die in het ammoniumpolyfosfaat zit, haal je uit de 1,8% (totale) ammonium-N en de hoeveelheid ammonium-N in het ammoniumnitraat Pokon 2009-01-30 vdefc.doc
1 1
1 1 1 1
of: • • • •
13
de hoeveelheid positieve lading van de kaliumionen haal je uit de 15,22% kaliumnitraat of de 7% kaliumoxide 1 de totale hoeveelheid positieve lading is de positieve lading van de kaliumionen vermeerderd met de hoeveelheid positieve lading die volgt uit de 1,8% ammonium-N 1 de hoeveelheid negatieve lading van nitraat-N haal je uit de 2,9% nitraat-N 1 de hoeveelheid ammonium-N in het ammoniumpolyfosfaat en dus de hoeveelheid NH4+ die in het ammoniumpolyfosfaat zit (die gelijk is aan de hoeveelheid negatieve lading op de polyfosfaationen) haal je uit de totale positieve lading (is gelijk aan de totale hoeveelheid negatieve lading) verminderd met / en de hoeveelheid negatieve lading van nitraat-N 1
maximumscore 5 Een juiste berekening leidt tot de uitkomst (n =) 3. • • • • •
berekening van het aantal mol P2O5 in 3 g: 3 (g) delen door de massa van een mol P2O5 (141,9 g) omrekening naar het aantal mol P: vermenigvuldigen met 2 omrekening naar het aantal mol polyfosfaat: delen door n omrekening naar het aantal minladingen van het polyfosfaat: vermenigvuldigen met (n + 2) het berekende aantal minladingen van het polyfosfaat gelijkstellen aan 0,071 en oplossen van n uit de verkregen vergelijking
Pokon 2009-01-30 vdefc.doc
1 1 1 1 1
Bijlage bij opgave De fles POKON
Figuur 1. Het etiket aan de voorzijde van de fles POKON
Figuur 2 zie ommezijde ►
Pokon 2009-01-30 vdefc.doc
Figuur 2. Het etiket op de achterzijde van de fles POKON (vergroot) Tabel 1 zie ommezijde ► Pokon 2009-01-30 vdefc.doc
Tabel 1 7-3-7 NPK
Pokon Plantfood Universal T283
Composition 1,8 % Ammoniacal nitrogen 2,9 % Nitric nitrogen 2,3 % Ureic nitrogen 7% Total nitrogen N 3% Phosphoruspentoxide P2O5 soluble in water 7% Potassiumoxide K2O soluble in water
Trace elements: 0,02% Boron 0,004% Copper 0,04% Iron 0,02% Manganese 0,002% Molybdenum 0,004% Zinc Formulation Name raw material Pokon Color premix Humine Trace elements premix Ureum Ammoniumpolyphosphate Ammoniumnitrate liquid Potassiumnitrate Water Total Parameters Form Colour pH (100 % solution) at 25 °C EC (100 % solution) at 25 °C Density at 25 °C Cristallisation
Pokon 2009-01-30 vdefc.doc
(B) (Cu) (Fe) (Mn) (Mo) (Zn)
w/w [%] 0,03 0,50 3,84 5,07 8,83 10,38 15,22 56,13 100,00
: liquid : green : 6,28 : 183,4 mS/cm : 1,1810 kg/l : 6,5 °C
