Examen VWO
2011
tijdvak 1
dinsdag 17 mei
13.30 - 16.30 uur
scheikunde
tevens oud programma scheikunde 1,2
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Achter het correctievoorschrift is een aanvulling opgenomen.
Dit examen bestaat uit 27 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 67 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-11-1-o
, Ureum
O
Ureum, H2N C NH2 , en ammoniumnitraat zijn beide stikstofmeststoffen.
Ureum is minder gevaarlijk dan het explosieve ammoniumnitraat.
3p 1 Is het massapercentage N in ureum hoger dan, of gelijk aan, of lager dan het
massapercentage N in ammoniumnitraat? Geef een verklaring voor je antwoord.
In de industrie wordt ureum gemaakt uit de grondstoffen koolstofdioxide en
ammoniak. De synthese verloopt in twee reactiestappen.
In de eerste stap ontstaat, in een evenwichtsreactie, de stof
ammoniumcarbamaat:
O
CO2 + 2 NH3 H2N C ONH4 (evenwicht 1)
ammoniumcarbamaat
In de tweede stap wordt het ammoniumcarbamaat omgezet tot ureum en water.
Ook dit is een evenwichtsreactie:
O O
H2N C ONH4 H2N C NH2 + H2O (evenwicht 2)
Beide stappen verlopen in één reactievat. De omstandigheden in het reactievat
zijn zodanig dat ammoniumcarbamaat en ureum vloeibaar zijn.
De reactie naar rechts van evenwicht 1 is exotherm.
De reactie naar rechts van evenwicht 2 is endotherm.
In een bepaald type ureumfabriek worden koolstofdioxide en ammoniak in de
molverhouding CO2 : NH3 = 1,00 : 2,95 in de reactor geleid. Onder de
omstandigheden die in de reactor heersen, wordt 60% van het koolstofdioxide
omgezet.
2p 2 Bereken de molverhouding CO2 : NH3 waarin deze stoffen de reactor verlaten.
Hieronder is een deel van het blokschema weergegeven van deze
ureumsynthese. Dit blokschema is ook afgebeeld op de uitwerkbijlage die bij
deze opgave hoort.
CO2, NH3
CO2 CO2, NH3, H2O, ureum
reactor 1 reactor 2
NH3 ammoniumcarbamaat
ureum, H2O
VW-1028-a-11-1-o 2 lees verder ►►►
, In reactor 1 vinden de beide hiervoor vermelde evenwichtsreacties plaats
(evenwicht 1 en evenwicht 2). Vanwege de optredende evenwichten komt uit
reactor 1 een mengsel van koolstofdioxide, ammoniak, water, ureum en
ammoniumcarbamaat. De omstandigheden in reactor 2 zijn zodanig dat het
ammoniumcarbamaat hierin wordt omgezet tot ammoniak en koolstofdioxide:
evenwicht 1 loopt af naar links. Doordat de omstandigheden in reactor 2
verschillen van de omstandigheden in reactor 1, wordt ook de ligging van
evenwicht 2 beïnvloed. De reacties van evenwicht 2 verlopen echter veel
langzamer dan de reacties van evenwicht 1, daarom mag worden aangenomen
dat de omzetting van ammoniumcarbamaat tot koolstofdioxide en ammoniak de
enige reactie is die in reactor 2 plaatsvindt.
4p 3 Hoe moeten de omstandigheden in reactor 2 zijn om te bewerkstelligen dat
hierin het ammoniumcarbamaat wordt omgezet tot koolstofdioxide en
ammoniak? Bespreek twee factoren. Geef een verklaring voor je antwoord.
Uit het mengsel dat in reactor 2 ontstaat, zijn het koolstofdioxide en de
ammoniak gemakkelijk te scheiden van het ureum en het water. Het
koolstofdioxide en de ammoniak wil men terugvoeren naar reactor 1. Om
technische redenen is het echter noodzakelijk om deze gassen eerst te scheiden
en ze vervolgens afzonderlijk terug te voeren naar reactor 1. Om het
koolstofdioxide en de ammoniak van elkaar te scheiden, leidt men deze gassen
in een reactor, reactor 3. In deze reactor wordt tevens een oplossing van
zwavelzuur geleid. De ammoniak reageert in deze oplossing, het koolstofdioxide
niet.
De oplossing die in reactor 3 ontstaat, wordt naar een volgende reactor,
reactor 4, geleid. In reactor 4 wordt tevens een oplossing van een stof Y geleid.
Bij de reactie die in reactor 4 optreedt, komt de ammoniak weer vrij.
1p 4 Geef de formule van een stof Y die, in opgeloste vorm, kan worden gebruikt in
reactor 4.
3p 5 Maak het blokschema af dat op de uitwerkbijlage bij deze opgave is gegeven.
Gebruik daarvoor:
◦ een blok voor reactor 3;
◦ een blok voor reactor 4;
◦ lijnen met pijlen voor de stofstromen die reactor 3 en reactor 4 ingaan en
verlaten.
Zet bij de zelfgetekende stofstromen de formules van de stoffen of soorten
deeltjes die bij die stofstromen horen.
VW-1028-a-11-1-o 3 lees verder ►►►
, Wat is er mis aan spinazie met vis?
Onderstaand tekstfragment is ontleend aan de website van het
Voedingscentrum.
Tekstfragment
Nitraat en nitriet
Nitraat is een stof die van nature in drinkwater en groente voorkomt. Het is
nauwelijks schadelijk voor mensen. Door het bewaren, bereiden of het eten van
groente wordt nitraat gedeeltelijk omgezet in nitriet. Nitriet kan de
beschikbaarheid van zuurstof in het bloed verminderen. Het advies is volop
groente te eten, maar niet vaker dan twee keer per week nitraatrijke groenten.
Ook moet nitraatrijke groente, zoals spinazie, niet samen met vis, schaal- of
schelpdieren worden gegeten. Dit voorkomt de vorming van mogelijk mutagene
nitrosamines in het lichaam.
2p 6 Wat voor soort deeltje is nodig voor de omzetting van nitraat tot nitriet? Maak
een keuze uit: base, oxidator, reductor en zuur. Geef een verklaring voor je
antwoord.
Nitrosamines worden gekenmerkt door de aanwezigheid van de groep N = O in
de moleculen. Een voorbeeld van een nitrosamine is N-nitrosodimethylamine:
H3C
N N O
H3C
N-nitrosodimethylamine
Moleculen N-nitrosodimethylamine kunnen ontstaan uit moleculen
+
dimethylamine en zogenoemde nitrosylionen: NO . Behalve moleculen
N-nitrosodimethylamine ontstaat één andere soort deeltjes.
Dimethylamine is een stof die in vis en schaal- en schelpdieren voorkomt.
2p 7 Geef de vergelijking van de reactie tussen moleculen dimethylamine en
nitrosylionen. Gebruik structuurformules voor de organische stoffen.
Nitrosylionen ontstaan wanneer nitriet in zuur milieu, bijvoorbeeld in de maag,
+
terechtkomt. Behalve NO ontstaat één andere stof.
+
3p 8 Geef de reactievergelijking voor de vorming van NO uit nitriet in zuur milieu.
Door nitrosamines kunnen veranderingen (mutaties) ontstaan in het DNA van
organismen. Zo kan N-nitrosodimethylamine met een guanine-eenheid in een
DNA-molecuul reageren. Aan het zuurstofatoom van de guanine-eenheid wordt
dan een methylgroep gebonden.
VW-1028-a-11-1-o 4 lees verder ►►►
2011
tijdvak 1
dinsdag 17 mei
13.30 - 16.30 uur
scheikunde
tevens oud programma scheikunde 1,2
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Achter het correctievoorschrift is een aanvulling opgenomen.
Dit examen bestaat uit 27 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 67 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-11-1-o
, Ureum
O
Ureum, H2N C NH2 , en ammoniumnitraat zijn beide stikstofmeststoffen.
Ureum is minder gevaarlijk dan het explosieve ammoniumnitraat.
3p 1 Is het massapercentage N in ureum hoger dan, of gelijk aan, of lager dan het
massapercentage N in ammoniumnitraat? Geef een verklaring voor je antwoord.
In de industrie wordt ureum gemaakt uit de grondstoffen koolstofdioxide en
ammoniak. De synthese verloopt in twee reactiestappen.
In de eerste stap ontstaat, in een evenwichtsreactie, de stof
ammoniumcarbamaat:
O
CO2 + 2 NH3 H2N C ONH4 (evenwicht 1)
ammoniumcarbamaat
In de tweede stap wordt het ammoniumcarbamaat omgezet tot ureum en water.
Ook dit is een evenwichtsreactie:
O O
H2N C ONH4 H2N C NH2 + H2O (evenwicht 2)
Beide stappen verlopen in één reactievat. De omstandigheden in het reactievat
zijn zodanig dat ammoniumcarbamaat en ureum vloeibaar zijn.
De reactie naar rechts van evenwicht 1 is exotherm.
De reactie naar rechts van evenwicht 2 is endotherm.
In een bepaald type ureumfabriek worden koolstofdioxide en ammoniak in de
molverhouding CO2 : NH3 = 1,00 : 2,95 in de reactor geleid. Onder de
omstandigheden die in de reactor heersen, wordt 60% van het koolstofdioxide
omgezet.
2p 2 Bereken de molverhouding CO2 : NH3 waarin deze stoffen de reactor verlaten.
Hieronder is een deel van het blokschema weergegeven van deze
ureumsynthese. Dit blokschema is ook afgebeeld op de uitwerkbijlage die bij
deze opgave hoort.
CO2, NH3
CO2 CO2, NH3, H2O, ureum
reactor 1 reactor 2
NH3 ammoniumcarbamaat
ureum, H2O
VW-1028-a-11-1-o 2 lees verder ►►►
, In reactor 1 vinden de beide hiervoor vermelde evenwichtsreacties plaats
(evenwicht 1 en evenwicht 2). Vanwege de optredende evenwichten komt uit
reactor 1 een mengsel van koolstofdioxide, ammoniak, water, ureum en
ammoniumcarbamaat. De omstandigheden in reactor 2 zijn zodanig dat het
ammoniumcarbamaat hierin wordt omgezet tot ammoniak en koolstofdioxide:
evenwicht 1 loopt af naar links. Doordat de omstandigheden in reactor 2
verschillen van de omstandigheden in reactor 1, wordt ook de ligging van
evenwicht 2 beïnvloed. De reacties van evenwicht 2 verlopen echter veel
langzamer dan de reacties van evenwicht 1, daarom mag worden aangenomen
dat de omzetting van ammoniumcarbamaat tot koolstofdioxide en ammoniak de
enige reactie is die in reactor 2 plaatsvindt.
4p 3 Hoe moeten de omstandigheden in reactor 2 zijn om te bewerkstelligen dat
hierin het ammoniumcarbamaat wordt omgezet tot koolstofdioxide en
ammoniak? Bespreek twee factoren. Geef een verklaring voor je antwoord.
Uit het mengsel dat in reactor 2 ontstaat, zijn het koolstofdioxide en de
ammoniak gemakkelijk te scheiden van het ureum en het water. Het
koolstofdioxide en de ammoniak wil men terugvoeren naar reactor 1. Om
technische redenen is het echter noodzakelijk om deze gassen eerst te scheiden
en ze vervolgens afzonderlijk terug te voeren naar reactor 1. Om het
koolstofdioxide en de ammoniak van elkaar te scheiden, leidt men deze gassen
in een reactor, reactor 3. In deze reactor wordt tevens een oplossing van
zwavelzuur geleid. De ammoniak reageert in deze oplossing, het koolstofdioxide
niet.
De oplossing die in reactor 3 ontstaat, wordt naar een volgende reactor,
reactor 4, geleid. In reactor 4 wordt tevens een oplossing van een stof Y geleid.
Bij de reactie die in reactor 4 optreedt, komt de ammoniak weer vrij.
1p 4 Geef de formule van een stof Y die, in opgeloste vorm, kan worden gebruikt in
reactor 4.
3p 5 Maak het blokschema af dat op de uitwerkbijlage bij deze opgave is gegeven.
Gebruik daarvoor:
◦ een blok voor reactor 3;
◦ een blok voor reactor 4;
◦ lijnen met pijlen voor de stofstromen die reactor 3 en reactor 4 ingaan en
verlaten.
Zet bij de zelfgetekende stofstromen de formules van de stoffen of soorten
deeltjes die bij die stofstromen horen.
VW-1028-a-11-1-o 3 lees verder ►►►
, Wat is er mis aan spinazie met vis?
Onderstaand tekstfragment is ontleend aan de website van het
Voedingscentrum.
Tekstfragment
Nitraat en nitriet
Nitraat is een stof die van nature in drinkwater en groente voorkomt. Het is
nauwelijks schadelijk voor mensen. Door het bewaren, bereiden of het eten van
groente wordt nitraat gedeeltelijk omgezet in nitriet. Nitriet kan de
beschikbaarheid van zuurstof in het bloed verminderen. Het advies is volop
groente te eten, maar niet vaker dan twee keer per week nitraatrijke groenten.
Ook moet nitraatrijke groente, zoals spinazie, niet samen met vis, schaal- of
schelpdieren worden gegeten. Dit voorkomt de vorming van mogelijk mutagene
nitrosamines in het lichaam.
2p 6 Wat voor soort deeltje is nodig voor de omzetting van nitraat tot nitriet? Maak
een keuze uit: base, oxidator, reductor en zuur. Geef een verklaring voor je
antwoord.
Nitrosamines worden gekenmerkt door de aanwezigheid van de groep N = O in
de moleculen. Een voorbeeld van een nitrosamine is N-nitrosodimethylamine:
H3C
N N O
H3C
N-nitrosodimethylamine
Moleculen N-nitrosodimethylamine kunnen ontstaan uit moleculen
+
dimethylamine en zogenoemde nitrosylionen: NO . Behalve moleculen
N-nitrosodimethylamine ontstaat één andere soort deeltjes.
Dimethylamine is een stof die in vis en schaal- en schelpdieren voorkomt.
2p 7 Geef de vergelijking van de reactie tussen moleculen dimethylamine en
nitrosylionen. Gebruik structuurformules voor de organische stoffen.
Nitrosylionen ontstaan wanneer nitriet in zuur milieu, bijvoorbeeld in de maag,
+
terechtkomt. Behalve NO ontstaat één andere stof.
+
3p 8 Geef de reactievergelijking voor de vorming van NO uit nitriet in zuur milieu.
Door nitrosamines kunnen veranderingen (mutaties) ontstaan in het DNA van
organismen. Zo kan N-nitrosodimethylamine met een guanine-eenheid in een
DNA-molecuul reageren. Aan het zuurstofatoom van de guanine-eenheid wordt
dan een methylgroep gebonden.
VW-1028-a-11-1-o 4 lees verder ►►►
