Examen HAVO
2009
tijdvak 1
dinsdag 2 juni
13.30 - 16.30 uur
scheikunde
tevens oud programma scheikunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 35 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 80 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.
923-1028-a-HA-1-o
, Propeenoxide
Propeenoxide is een belangrijke grondstof voor onder andere de productie van
een aantal kunststoffen. Propeenoxide is een koolstofverbinding met de
volgende structuurformule.
H H
H C C CH 3
O
Er bestaan verschillende isomeren van propeenoxide.
3p 1 Geef de structuurformule van een isomeer van propeenoxide die behoort tot de
onverzadigde verbindingen en ook tot de alcoholen.
Hieronder is een gedeelte van het blokschema weergegeven van een nieuw
ontwikkeld proces om op industriële schaal propeenoxide te produceren.
blokschema 1
methanol
propeen propeenoxide
H2 O H2 O
1 2 3
H2 O 2 H2 O 2
H2 O 2 methanol methanol
propeenoxide H2 O
In ruimte 1 reageert propeen met waterstofperoxide, waarbij methanol als
oplosmiddel wordt gebruikt. Deze reactie verloopt in aanwezigheid van een
katalysator. Waterstofperoxide wordt in overmaat in ruimte 1 ingevoerd zodat
alle propeen wordt omgezet. Hieronder is de vergelijking weergegeven van de
reactie die in ruimte 1 plaatsvindt.
H H H H
H C C CH 3 + H2 O 2 H C C CH 3 + H2 O
O
In een fabriek reageert bij het bovenbeschreven productieproces 90 procent van
het toegevoerde waterstofperoxide in ruimte 1. De overige 10 procent van het
waterstofperoxide reageert in ruimte 3. Hierbij ontstaat geen propeenoxide.
3p 2 Bereken hoeveel ton waterstofperoxide ten minste nodig is voor de jaarproductie
van 3,0·10 5 ton (1,0 ton = 1,0·10 3 kg) propeenoxide volgens het
bovenbeschreven proces.
923-1028-a-HA-1-o 2 lees verder ►►►
, Uit het mengsel dat in ruimte 1 ontstaat, wordt via een eerste destillatie, in
ruimte 2, propeenoxide afgescheiden. Tijdens een tweede destillatie, in ruimte 3,
zijn de omstandigheden zodanig dat er ook twee reacties plaatsvinden. Eerst
reageert het overgebleven waterstofperoxide met een deel van de methanol. Bij
deze redoxreactie ontstaan water en methaanzuur. De halfreactie van de
reductor is hieronder gedeeltelijk weergegeven:
CH3OH + H2O → HCOOH + H+
–
In de vergelijking van deze halfreactie zijn e en de coëfficiënten weggelaten.
3p 3 Neem de vergelijking over, zet e – aan de juiste kant van de pijl en maak de
vergelijking kloppend.
Na de eerste reactie reageert het gevormde methaanzuur in ruimte 3 met een
deel van de methanol tot een ester.
2p 4 Geef de structuurformule van deze ester.
In ruimte 3 wordt water afgescheiden van het mengsel van methanol en de
gevormde ester. In een laatste destillatie worden methanol en de ester van
elkaar gescheiden. De ester wordt afgevoerd en de methanol wordt opnieuw
gebruikt in het productieproces. Hoewel de methanol opnieuw wordt gebruikt,
moet toch voortdurend nieuwe methanol worden toegevoerd.
1p 5 Geef aan waarom voortdurend nieuwe methanol aan het productieproces moet
worden toegevoerd.
De ruimte waarin de destillatie van het mengsel van methanol en de ester
plaatsvindt, is niet in blokschema 1 opgenomen. Op de uitwerkbijlage bij dit
examen is blokschema 1 uitgebreid met ruimte 4 waarin deze laatste destillatie
plaatsvindt. Het blokschema op de uitwerkbijlage is nog niet compleet.
3p 6 Geef in het blokschema op de uitwerkbijlage de ontbrekende stofstromen weer
door het tekenen van lijnen met pijlen. Zet bij de stofstroom tussen ruimte 3 en 4
en bij de zelf getekende stofstromen de namen van de bijbehorende stoffen. De
ester die in ruimte 3 is ontstaan, mag worden aangeduid met ‘ester’.
923-1028-a-HA-1-o 3 lees verder ►►►
, Stroom uit straling
tekstfragment 1
Amerikaanse onderzoekers maken zeer kleine apparaatjes die straling omzetten
in elektriciteit en bij uitstek geschikt zijn voor het leveren van stroom aan micro-
processoren. Hieronder wordt de werking van zo’n apparaatje uitgelegd.
In het apparaatje ligt een dun nikkelplaatje dat uit Ni-63 atomen bestaat, onder
het vrij hangende einde van een siliciumplaatje. Bètadeeltjes 1) springen
spontaan over van het nikkel naar een stukje koper aan de onderkant van het
siliciumplaatje (tekening 1).
Door de lading die daardoor in het koper ontstaat, buigt het vrije einde van het
siliciumplaatje door naar het nikkelplaatje (tekening 2). Wanneer koper en nikkel
elkaar raken (tekening 3), stromen de elektronen terug in het dunne plaatje en
springt het stukje silicium, met het stukje koper daaraan vast, als een zwiepende
duikplank weer omhoog (tekening 4).
De ontstane trillingen worden daarbij omgezet in een elektrische stroom.
Het proces (1 tot en met 4) zal zich herhalen totdat alle Ni-63 kernen één
bètadeeltje hebben uitgezonden. Dan bestaat het dunne plaatje niet meer uit
nikkel maar uit een ander element.
noot 1 bètadeeltje: energierijk elektron dat ontstaat wanneer een neutron in de kern van het atoom
wordt omgezet in een proton en zo'n energierijk elektron.
naar: Technisch Weekblad
2p 7 Heeft het koperplaatje in de situatie van tekening 2 een positieve of een
negatieve lading? Motiveer je antwoord.
923-1028-a-HA-1-o 4 lees verder ►►►
2009
tijdvak 1
dinsdag 2 juni
13.30 - 16.30 uur
scheikunde
tevens oud programma scheikunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 35 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 80 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.
923-1028-a-HA-1-o
, Propeenoxide
Propeenoxide is een belangrijke grondstof voor onder andere de productie van
een aantal kunststoffen. Propeenoxide is een koolstofverbinding met de
volgende structuurformule.
H H
H C C CH 3
O
Er bestaan verschillende isomeren van propeenoxide.
3p 1 Geef de structuurformule van een isomeer van propeenoxide die behoort tot de
onverzadigde verbindingen en ook tot de alcoholen.
Hieronder is een gedeelte van het blokschema weergegeven van een nieuw
ontwikkeld proces om op industriële schaal propeenoxide te produceren.
blokschema 1
methanol
propeen propeenoxide
H2 O H2 O
1 2 3
H2 O 2 H2 O 2
H2 O 2 methanol methanol
propeenoxide H2 O
In ruimte 1 reageert propeen met waterstofperoxide, waarbij methanol als
oplosmiddel wordt gebruikt. Deze reactie verloopt in aanwezigheid van een
katalysator. Waterstofperoxide wordt in overmaat in ruimte 1 ingevoerd zodat
alle propeen wordt omgezet. Hieronder is de vergelijking weergegeven van de
reactie die in ruimte 1 plaatsvindt.
H H H H
H C C CH 3 + H2 O 2 H C C CH 3 + H2 O
O
In een fabriek reageert bij het bovenbeschreven productieproces 90 procent van
het toegevoerde waterstofperoxide in ruimte 1. De overige 10 procent van het
waterstofperoxide reageert in ruimte 3. Hierbij ontstaat geen propeenoxide.
3p 2 Bereken hoeveel ton waterstofperoxide ten minste nodig is voor de jaarproductie
van 3,0·10 5 ton (1,0 ton = 1,0·10 3 kg) propeenoxide volgens het
bovenbeschreven proces.
923-1028-a-HA-1-o 2 lees verder ►►►
, Uit het mengsel dat in ruimte 1 ontstaat, wordt via een eerste destillatie, in
ruimte 2, propeenoxide afgescheiden. Tijdens een tweede destillatie, in ruimte 3,
zijn de omstandigheden zodanig dat er ook twee reacties plaatsvinden. Eerst
reageert het overgebleven waterstofperoxide met een deel van de methanol. Bij
deze redoxreactie ontstaan water en methaanzuur. De halfreactie van de
reductor is hieronder gedeeltelijk weergegeven:
CH3OH + H2O → HCOOH + H+
–
In de vergelijking van deze halfreactie zijn e en de coëfficiënten weggelaten.
3p 3 Neem de vergelijking over, zet e – aan de juiste kant van de pijl en maak de
vergelijking kloppend.
Na de eerste reactie reageert het gevormde methaanzuur in ruimte 3 met een
deel van de methanol tot een ester.
2p 4 Geef de structuurformule van deze ester.
In ruimte 3 wordt water afgescheiden van het mengsel van methanol en de
gevormde ester. In een laatste destillatie worden methanol en de ester van
elkaar gescheiden. De ester wordt afgevoerd en de methanol wordt opnieuw
gebruikt in het productieproces. Hoewel de methanol opnieuw wordt gebruikt,
moet toch voortdurend nieuwe methanol worden toegevoerd.
1p 5 Geef aan waarom voortdurend nieuwe methanol aan het productieproces moet
worden toegevoerd.
De ruimte waarin de destillatie van het mengsel van methanol en de ester
plaatsvindt, is niet in blokschema 1 opgenomen. Op de uitwerkbijlage bij dit
examen is blokschema 1 uitgebreid met ruimte 4 waarin deze laatste destillatie
plaatsvindt. Het blokschema op de uitwerkbijlage is nog niet compleet.
3p 6 Geef in het blokschema op de uitwerkbijlage de ontbrekende stofstromen weer
door het tekenen van lijnen met pijlen. Zet bij de stofstroom tussen ruimte 3 en 4
en bij de zelf getekende stofstromen de namen van de bijbehorende stoffen. De
ester die in ruimte 3 is ontstaan, mag worden aangeduid met ‘ester’.
923-1028-a-HA-1-o 3 lees verder ►►►
, Stroom uit straling
tekstfragment 1
Amerikaanse onderzoekers maken zeer kleine apparaatjes die straling omzetten
in elektriciteit en bij uitstek geschikt zijn voor het leveren van stroom aan micro-
processoren. Hieronder wordt de werking van zo’n apparaatje uitgelegd.
In het apparaatje ligt een dun nikkelplaatje dat uit Ni-63 atomen bestaat, onder
het vrij hangende einde van een siliciumplaatje. Bètadeeltjes 1) springen
spontaan over van het nikkel naar een stukje koper aan de onderkant van het
siliciumplaatje (tekening 1).
Door de lading die daardoor in het koper ontstaat, buigt het vrije einde van het
siliciumplaatje door naar het nikkelplaatje (tekening 2). Wanneer koper en nikkel
elkaar raken (tekening 3), stromen de elektronen terug in het dunne plaatje en
springt het stukje silicium, met het stukje koper daaraan vast, als een zwiepende
duikplank weer omhoog (tekening 4).
De ontstane trillingen worden daarbij omgezet in een elektrische stroom.
Het proces (1 tot en met 4) zal zich herhalen totdat alle Ni-63 kernen één
bètadeeltje hebben uitgezonden. Dan bestaat het dunne plaatje niet meer uit
nikkel maar uit een ander element.
noot 1 bètadeeltje: energierijk elektron dat ontstaat wanneer een neutron in de kern van het atoom
wordt omgezet in een proton en zo'n energierijk elektron.
naar: Technisch Weekblad
2p 7 Heeft het koperplaatje in de situatie van tekening 2 een positieve of een
negatieve lading? Motiveer je antwoord.
923-1028-a-HA-1-o 4 lees verder ►►►
