UITWERKING TOELICHTING OP DE ANTWOORDEN VAN HET EXAMEN 2001-I VAK:
SCHEIKUNDE 1,2
NIVEAU:
VWO
EXAMEN:
2001-I
De uitgever heeft ernaar gestreefd de auteursrechten te regelen volgens de wettelijke bepalingen. Degenen die desondanks menen zekere rechten te kunnen doen gelden, kunnen zich alsnog tot de uitgever wenden. ThiemeMeulenhoff is een educatieve uitgeverij waarin alle fondsen van de voormalige uitgeverijen Meulenhoff Educatief, SMD Educatieve Uitgevers en uitgeverij Thieme zijn samengevoegd. De uitgaven die ThiemeMeulenhoff ontwikkelt, richten zich op het totale onderwijsveld: basisonderwijs, voortgezet onderwijs, beroepsonderwijs & volwasseneneducatie en hoger onderwijs. www.thiememeulenhoff.nl © ThiemeMeulenhoff, Utrecht/Zutphen, 2001 Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Voorzover het maken van kopieën uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikel 16B Auteurswet 1912 j° het Besluit van 20 juni 1974, Stb. 351, zoals gewijzigd bij het Besluit van 23 augustus 1985, Stb. 471 en artikel 17 Auteurswet 1912, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan Stichting Reprorecht (Postbus 882, 1180 AW Amstelveen). Voor het overnemen van gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet 1912) dient men zich tot de uitgever te wenden.
VWO SCHEIKUNDE 1,2 2001-I
Parkeerkaartje 1 S2O82– + 2 I – → 2 SO42– + I2 2 Men moet ook onderzoeken in hoeverre de reactiesnelheid van de temperatuur afhankelijk is. De temperatuur binnenin een auto kan sterk wisselen en bij hogere temperatuur verlopen reacties vaak veel sneller. 3 Mogelijke goede antwoorden zijn: • Men kan het kaartje met een kleinere hoeveelheid thiosulfaat impregneren. • Men kan het kaartje met een grotere hoeveelheid jodide impregneren. • Men kan het kaartje met een hogere concentratie persulfaat besproeien. Zilver poetsen 4 Er zijn tenminste twee verschillende experimenten mogelijk: • Je kunt de aluminiumplaat voor en na het ‘poetsen’ nauwkeurig wegen. • Je kunt aluminiumionen aantonen in de zoutoplossing, b.v. met natronloog. Aluminiumionen kunnen met OH – een wit neerslag geven. Zilverionen zouden geen zilverhydroxide geven maar het bruine zilveroxide (zie Binas tabellen 45A en 65A).
5 Het poetsen van zilver is nodig, omdat het zwart geworden is door de vorming van zilversulfide. De zilverionen hiervan moeten weer in zilveratomen worden omgezet. Ag S + 2 e– 2 Ag + S2–
→
2
6 Het voorschrift met betrekking tot het directe of indirecte contact is juist, omdat er een elektrisch stroompje moet kunnen lopen. Dit kan alleen als via (in)direct contact tussen (verschillende) metalen de stroomkring gesloten is. Eigenlijk is hier sprake van een elektrochemisch element. Net als bij een batterij vindt er geen chemische omzetting plaats zolang er geen stroom loopt.
Zachte contactlenzen 7 Polymeer A is een netwerkpolymeer of thermoharder en kan dus niet vloeibaar gemaakt worden zonder te ontleden. Daarom is methode 1 niet geschikt. 8 Het gevraagde monomeer bevat het ‘brugdeel’ tussen de twee strengen plus twee eenheden die aan de additiepolymerisatie kunnen meedoen. O O H2C
CH O
C
(CH2)4 C O
CH
CH2
9 Overal waar esterbindingen in het netwerk voorkomen, kan door de verzeping een breuk ontstaan. CH3
1
O
O
O H
CH3
C O
H
H
O
C
O (CH2)4 C O
H
VWO SCHEIKUNDE 1,2 2001-I
Ammoniak en verzuring 10
2 SO2 + 6 H2O + O2 → 2 SO42– + 4 H3O+ of: 2 SO2 + 4 H2O + O2 → 2 HSO4– + 2 H3O+
Een reactievergelijking waarbij H + ontstaat i.p.v. H3O+ is ook toegestaan.
11
De halfreacties zijn kloppend te maken met behulp van H + ionen en elektronen. NO 2 is daarbij zowel oxidator als reductor. NO2 + H + + e– → HNO2 NO + H O HNO + H + + e– 2
2
→
3
12
1. In de bodem zal een verdere bufferwerking optreden. 2. NO3– ionen zullen worden uitgewisseld tegen OH – ionen.
13
Noem twee van de onderstaande oorzaken:
• • • • 14
de bufferwerking van de bodem zal van plaats tot plaats verschillen er zijn grondsoorten die van nature al basisch of zuur zijn door verschil in plantengroei varieert de uitwisseling van NO3– door OH – ionen de bacterie-activiteit kan van plaats tot plaats verschillen
NPK betekent dat deze elementen in het zoutmengsel voorkomen. Het mengsel bevat dus 3– + + – zouten met als positieve ionen K of NH4 en als negatieve ionen NO3 of PO4 . Voorbeelden:
NH 4NO3 en K3PO4 Ca3(PO4)2 en KNO3 CaHPO4 en (NH4)2SO4 15
De maatregel om de ammoniakuitstoot ten gevolge van mest te beperken. Hier mag je ook een specifieke maatregel noemen om die beperking te bereiken, zoals het beperken van het uitrijden van mest of het verkleinen van de veestapel.
16
De ammoniak-emissie zorgt voor verhoogde stikstofbelasting van de bodem, hetgeen in het algemeen voor natuurgebieden schadelijk is.
2
VWO SCHEIKUNDE 1,2 2001-I
MTBE 17 CH3 O CH2 CH2 CH2 CH3
CH3 O CH CH2
CH3
CH3 O
CH3 CH3
CH2 O
CH2
CH2
CH3
CH3
CH2 O
CH2 CH CH3 CH3
CH CH3 CH3
18
Hier zijn twee oplosmethoden mogelijk die wezenlijk verschillen:
• 1,0 · 106 L benzine heeft een massa van 1,0 · 106 · 0,72 · 103 = 7,2 · 108 g. 2,7 massa% hiervan moet uit O bestaan, dat is 0,027 · 7,2 · 108 g = 1,9 · 107 g. De molaire massa van O bedraagt 16,00 g mol –1 fi in de gegeven hoeveelheid benzine moet aanwezig zijn
1, 9 ◊10 7 g 16, 00 g mol–1
= 1,2 · 107 mol O. Omdat 1 mol MTBE
1 mol O bevat , moet er dus ook 1,2 · 107 mol MTBE aanwezig zijn. De molaire massa van MTBE (C5H12O) bedraagt 88,15 g mol–1 fi 1,2 · 107 mol MTBE = = 1,2 · 107 mol · 88,15 g mol –1 = 1,1 · 108 g. Met een dichtheid van 0,72 · 103 g L–1 komt dit overeen met
1,1 ◊108 g 0, 72 ◊103 g L–1
= 1,5 · 105 liter MTBE (2 significante cijfers).
• De molaire massa van MTBE bedraagt 88,15 g mol –1, die van O 16,00 g mol –1. 2,7 massa% O betekent dus
88 ,15 16 ,00
· 2,7 = 15 massa% MTBE.
Omdat de dichtheden van benzine en MTBE gelijk zijn, zit er in deze benzine ook 15 volume% MTBE. 1,0 · 106 L benzine bevat dus 0,15 · 1,0 · 106 L = 1,5 · 105 liter MTBE. 19
Water voldoet als extractiemiddel want: • van de drie stoffen kan alleen methanol waterstofbruggen vormen met water en is daardoor (als enige) in water oplosbaar. • de kookpunten van water en methanol verschillen 35,0 °C, zodat scheiding door destillatie mogelijk zal zijn.
methanol methanol
MTBE
20
MTBE
2-methylpropeen
MTBE
reactor 2-methylpropeen
2-methylpropeen
2-methylpropeen
methanol
methanol
methanol water
3
water
VWO SCHEIKUNDE 1,2 2001-I
Eiwitbepaling 21
Warm geconcentreerd zwavelzuur wordt als oxidator genoemd in Binas tabel 48 (zie voetnoot 5). De vergelijking van de reductor maak je kloppend door naast de gegeven stoffen gebruik te maken van H2O, H + en elektronen. Oxidator: H2 SO4 + 2 H + + 2 e– → SO2 + 2 H2O . . . . . . . . . . 3x + + – Reductor: C H O N + 2 H O 2 CO + NH + 5 H + 6 e 2 5
2
2
→
2
4
——————————————————————————————————————— C2H5O2N + 2 H2O + 3 H2SO4 + 6 H+ → 2 CO2 + NH 4+ + 5 H + + 3 SO2 + 6 H2O Vereenvoudigd: C2H5O2N + 3 H2SO4 + H + → 2 CO2 + NH4+ + 3 SO2 + 4 H2O 22
Voor het evenwicht in mengsels met het zuur NH4+ en de base NH3 geldt altijd de evenwichtsvoorwaarde: Kz =
[NH3 ][H3O+ ] +
[NH4 ] pH = 5,7 dus [H3O+] = 10–5,7 = 2,0 · 10–6 mol L–1 en Kz = 5,8 · 10–10 (Binas tabel 49) [NH3 ] ◊ 2, 0 ◊10 –6 [NH3 ] 5, 8 ◊10 –10 –10 –4
fi
+
[NH4 ]
= 5,8 · 10
fi
+
[NH4 ]
=
2, 0 ◊10 –6
= 3 · 10
Antwoord in 1 significant cijfer, want alleen de 7 in pH = 5,7 is significant.
23
Begonnen werd met 5,0 mL 0,10 M zoutzuur. Dit bevat 5,0 · 0,10 = 0,50 mmol H3O+ ionen. Bij de titratie aan het eind van de bepaling wordt 7,7 mL 0,030 M natronloog gebruikt, dit bevat 7,7 · 0,030 = 0,23 mmol OH – ionen. Bij de titratiereactie reageren OH – en H3O+ in de molverhouding 1 : 1 fi 0,23 mmol H3O+ heeft gereageerd. Bij de reactie van ammoniak met zoutzuur is blijkbaar 0,50 – 0,23 = 0,27 mmol H3O+ verbruikt. Ook hier is de molverhouding in de reactie 1 : 1 fi het aantal mmol NH3 dat ontstaat uit 1,0 gram diervoeding bedraagt 0,27 mmol. Ammoniak is afkomstig van ammoniumionen en deze zijn afkomstig van de stikstofatomen in het eiwit fi het aantal mmol eiwit-N bedraagt 0,27 mmol per gram diervoeding.
24
Per gram diervoeding is aanwezig 1,9 mmol eiwit-N. Omdat 1 mmol N een massa heeft van 14,01 mg, komt 1,9 mmol eiwit-N overeen met 1,9 · 14,01 = 26,6 mg eiwit-N. Het aantal mg eiwit bedraagt volgens de gegeven formule 26,6 · 6,3 = = 168 mg (in 1 gram = 1000 mg diervoeding B). Het massapercentage eiwit bedraagt
4
168 1000
· 100% = 17% (2 significante cijfers).
