Examen VWO
2021
tijdvak 1
woensdag 26 mei
13.30 - 16.30 uur
scheikunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Maak zo nodig gebruik van Binas of ScienceData.
Achter het correctievoorschrift is een aanvulling op het correctievoorschrift opgenomen.
Dit examen bestaat uit 23 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 63 punten te behalen.
Voor elk vraagnummer staat hoeveel punten met een goed antwoord behaald
kunnen worden.
Als bij een vraag een verklaring, uitleg, berekening of afleiding gevraagd wordt,
worden aan het antwoord meestal geen punten toegekend als deze verklaring,
uitleg, berekening of afleiding ontbreekt.
Geef niet meer antwoorden (redenen, voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd.
Als er bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd en je geeft meer dan twee
redenen, dan worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld.
VW-1028-a-21-1-o
, Tenzij anders vermeld, is er sprake van standaardomstandigheden:
T = 298 K en p = p0.
‘Groene’ verf?
Om textiel te verven, worden pigmenten gebruikt die slecht in water
oplossen. Deze pigmenten zijn apolaire vaste stoffen die zich tijdens het
verven hechten aan het oppervlak van de textielvezels. Met een vezel
wordt in deze opgave een bundel polymeerketens bedoeld.
Omdat het verven plaatsvindt in water, worden emulgatoren gebruikt om
de pigmenten te mengen met het water. Na afloop van het verven komen
deze milieubelastende emulgatoren in het afvalwater terecht.
Het Nederlandse bedrijf DyeCoo heeft een verftechniek ontwikkeld waarbij
geen afvalwater vrijkomt. In het proces wordt superkritisch CO2 gebruikt
als oplosmiddel. Superkritisch CO2 is CO2 dat bij T = 120 °C is
samengeperst tot p = 300 bar. In deze opgave mag je aannemen dat het
CO2 zich dan als een vloeistof gedraagt.
Het superkritisch CO2 is ook apolair, zodat de pigmenten in superkritisch
CO2 oplossen zonder gebruik van emulgatoren.
2p 1 Geef de structuurformule van CO2 en leg daarmee uit dat CO2 een
apolaire stof is.
De verftechniek van DyeCoo is vooral geschikt voor het verven van
polyester kledingmateriaal. Als het CO2 in contact komt met polyester,
zwellen de vezels op. Dit komt doordat de CO2-moleculen tussen de
apolaire polymeerketens dringen.
Een gevolg van het opzwellen is dat een sterkere kleuring van polyester
kan worden verkregen dan met de op water gebaseerde verfmethode.
1p 2 Geef aan waarom het opzwellen van de polyestervezels tot gevolg heeft
dat een sterkere kleuring van het polyester kan worden verkregen.
Wanneer het polyester enige tijd is behandeld met de pigment-oplossing,
wordt het polyester gescheiden van de pigment-oplossing.
Het mengsel van superkritisch CO2 en het overgebleven pigment wordt
gescheiden, zodat het pigment kan worden hergebruikt.
2p 3 Leg uit hoe men het superkritisch CO2 van het overgebleven pigment kan
scheiden.
VW-1028-a-o lees verder ►►►
, Het proces van DyeCoo is met een aantal aanpassingen ook te gebruiken
voor katoen. Het katoen wordt dan voorbehandeld met een oplossing van
methanol in superkritisch CO2. Hierdoor zwelt het katoen op. Daarna
wordt een stroom superkritisch CO2 met een zogeheten reactief pigment
doorgeleid.
Een reactief pigment wordt gevormd door een geschikt pigment te laten
reageren met dichloortriazine. Het gevormde reactieve pigment reageert
vervolgens met het katoen. Deze reactie is op de uitwerkbijlage
schematisch en onvolledig weergegeven.
De reactie van het reactieve pigment met katoen is een substitutiereactie.
Het O-atoom van een OH-groep van katoen valt als nucleofiel aan op één
van de twee C-atomen waaraan een Cl-atoom is gebonden.
2p 4 Maak de reactievergelijking op de uitwerkbijlage compleet.
Gebruik schematische structuurformules zoals op de uitwerkbijlage.
Het reactieve pigment wordt in ondermaat toegevoegd ten opzichte van
de OH-groepen in het katoen. Wanneer methanol ook tijdens het verven
wordt bijgemengd, blijkt dat het percentage pigmentmoleculen dat aan het
katoen is gebonden, terugloopt.
2p 5 Leg uit dat het percentage gebonden pigmentmoleculen lager is wanneer
methanol ook tijdens het verven aanwezig is in het mengsel.
VW-1028-a-o lees verder ►►►
, Ga verder op de volgende pagina.
VW-1028-a-o lees verder ►►►
2021
tijdvak 1
woensdag 26 mei
13.30 - 16.30 uur
scheikunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Maak zo nodig gebruik van Binas of ScienceData.
Achter het correctievoorschrift is een aanvulling op het correctievoorschrift opgenomen.
Dit examen bestaat uit 23 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 63 punten te behalen.
Voor elk vraagnummer staat hoeveel punten met een goed antwoord behaald
kunnen worden.
Als bij een vraag een verklaring, uitleg, berekening of afleiding gevraagd wordt,
worden aan het antwoord meestal geen punten toegekend als deze verklaring,
uitleg, berekening of afleiding ontbreekt.
Geef niet meer antwoorden (redenen, voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd.
Als er bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd en je geeft meer dan twee
redenen, dan worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld.
VW-1028-a-21-1-o
, Tenzij anders vermeld, is er sprake van standaardomstandigheden:
T = 298 K en p = p0.
‘Groene’ verf?
Om textiel te verven, worden pigmenten gebruikt die slecht in water
oplossen. Deze pigmenten zijn apolaire vaste stoffen die zich tijdens het
verven hechten aan het oppervlak van de textielvezels. Met een vezel
wordt in deze opgave een bundel polymeerketens bedoeld.
Omdat het verven plaatsvindt in water, worden emulgatoren gebruikt om
de pigmenten te mengen met het water. Na afloop van het verven komen
deze milieubelastende emulgatoren in het afvalwater terecht.
Het Nederlandse bedrijf DyeCoo heeft een verftechniek ontwikkeld waarbij
geen afvalwater vrijkomt. In het proces wordt superkritisch CO2 gebruikt
als oplosmiddel. Superkritisch CO2 is CO2 dat bij T = 120 °C is
samengeperst tot p = 300 bar. In deze opgave mag je aannemen dat het
CO2 zich dan als een vloeistof gedraagt.
Het superkritisch CO2 is ook apolair, zodat de pigmenten in superkritisch
CO2 oplossen zonder gebruik van emulgatoren.
2p 1 Geef de structuurformule van CO2 en leg daarmee uit dat CO2 een
apolaire stof is.
De verftechniek van DyeCoo is vooral geschikt voor het verven van
polyester kledingmateriaal. Als het CO2 in contact komt met polyester,
zwellen de vezels op. Dit komt doordat de CO2-moleculen tussen de
apolaire polymeerketens dringen.
Een gevolg van het opzwellen is dat een sterkere kleuring van polyester
kan worden verkregen dan met de op water gebaseerde verfmethode.
1p 2 Geef aan waarom het opzwellen van de polyestervezels tot gevolg heeft
dat een sterkere kleuring van het polyester kan worden verkregen.
Wanneer het polyester enige tijd is behandeld met de pigment-oplossing,
wordt het polyester gescheiden van de pigment-oplossing.
Het mengsel van superkritisch CO2 en het overgebleven pigment wordt
gescheiden, zodat het pigment kan worden hergebruikt.
2p 3 Leg uit hoe men het superkritisch CO2 van het overgebleven pigment kan
scheiden.
VW-1028-a-o lees verder ►►►
, Het proces van DyeCoo is met een aantal aanpassingen ook te gebruiken
voor katoen. Het katoen wordt dan voorbehandeld met een oplossing van
methanol in superkritisch CO2. Hierdoor zwelt het katoen op. Daarna
wordt een stroom superkritisch CO2 met een zogeheten reactief pigment
doorgeleid.
Een reactief pigment wordt gevormd door een geschikt pigment te laten
reageren met dichloortriazine. Het gevormde reactieve pigment reageert
vervolgens met het katoen. Deze reactie is op de uitwerkbijlage
schematisch en onvolledig weergegeven.
De reactie van het reactieve pigment met katoen is een substitutiereactie.
Het O-atoom van een OH-groep van katoen valt als nucleofiel aan op één
van de twee C-atomen waaraan een Cl-atoom is gebonden.
2p 4 Maak de reactievergelijking op de uitwerkbijlage compleet.
Gebruik schematische structuurformules zoals op de uitwerkbijlage.
Het reactieve pigment wordt in ondermaat toegevoegd ten opzichte van
de OH-groepen in het katoen. Wanneer methanol ook tijdens het verven
wordt bijgemengd, blijkt dat het percentage pigmentmoleculen dat aan het
katoen is gebonden, terugloopt.
2p 5 Leg uit dat het percentage gebonden pigmentmoleculen lager is wanneer
methanol ook tijdens het verven aanwezig is in het mengsel.
VW-1028-a-o lees verder ►►►
, Ga verder op de volgende pagina.
VW-1028-a-o lees verder ►►►
