03
Examen VWO
20
Scheikunde 1,2 (nieuwe stijl)
Voorbereidend
Wetenschappelijk
Onderwijs
Tijdvak 1
Dinsdag 20 mei
13.30 – 16.30 uur
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.
Voor dit examen zijn maximaal 70 punten te
behalen; het examen bestaat uit 25 vragen. Geef niet meer antwoorden (redenen,
Voor elk vraagnummer is aangegeven hoeveel voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd.
punten met een goed antwoord behaald kunnen Als er bijvoorbeeld twee redenen worden
worden. gevraagd en je geeft meer dan twee redenen,
Voor de uitwerking van vraag 10 is een bijlage dan worden alleen de eerste twee in de
toegevoegd. beoordeling meegeteld.
300010 27 Begin
, Waterproof papier
Schrijfpapier moet zo worden gemaakt dat het zo weinig mogelijk water opneemt. Tijdens
het fabricageproces van dit soort papier worden daarom stoffen toegevoegd om het papier
‘waterproof’ te maken. Bij een methode om papier waterproof te maken gebruikt men de
stof abieetzuur. Abieetzuur is een éénwaardig, organisch zuur. In het vervolg van deze
opgave wordt abieetzuur weergegeven met de formule HR.
Bij het waterproofmaken van papier wordt het abieetzuur eerst omgezet tot het matig
oplosbare natriumzout van abieetzuur (NaR). Dit gebeurt door HR te laten reageren met een
oplossing van een stof X. Bij deze reactie ontstaat een suspensie van NaR in water.
2p 1 Geef de naam van een stof X die daarvoor geschikt is.
Tijdens het fabricageproces van papier wordt ook aluminiumsulfaat, Al2(SO 4) 3, toegevoegd.
Als aluminiumsulfaat oplost, ontstaan Al(H 2O)6 3+ ionen. Deze ionen kunnen zich als zuur
gedragen, en reageren met R– ionen uit het NaR. Deze reactie kan als volgt in een
vergelijking worden weergegeven:
Al(H 2 O)6 3+ + R – → AlOH(H 2O) 5 2+ + HR (reactie 1)
De ontstane AlOH(H 2 O)5 2+ ionen reageren door met R – ionen. Hierbij worden twee
watermoleculen in het AlOH(H2 O) 52+ ion vervangen door R– ionen:
AlOH(H2 O) 52+ + 2 R– → AlOHR 2 (H 2 O)3 + 2 H 2 O (reactie 2)
Zowel AlOHR 2(H 2O)3 als HR zijn slecht oplosbaar in water. Deze stoffen hechten zich aan
de papiervezels en zorgen ervoor dat het papier waterproof wordt.
Tijdens het fabricageproces van een bepaald soort papier worden de hoeveelheden
aluminiumsulfaat en abieetzuur zodanig gekozen dat de molverhouding waarin Al(H2 O)6 3+
en R – worden samengevoegd Al(H2 O) 63+ : R – = 1,0 : 2,8 is.
3p 2 Bereken de molverhouding AlOHR2 (H 2 O)3 : HR waarin deze stoffen zullen ontstaan. Ga
ervan uit dat reacties 1 en 2 beide aflopend zijn en dat reactie 1 zoveel sneller verloopt dan
reactie 2, dat na afloop van de reacties geen Al(H2 O) 63+ over is.
Bij een andere methode om papier waterproof te maken, gebruikt men de stof met de
volgende structuurformule:
C 4H 9 CH C O
stof A
C4H9 HC C O
Stof A wordt gevormd door dimerisatie van butylketeen, C 4 H9 – CH = C = O. Bij deze
reactie treedt koppeling op van twee moleculen butylketeen. De reactie is op te vatten als
een additiereactie, waarbij het C atoom en het O atoom van het ene molecuul zich hechten
aan de C atomen van de C = C binding van het andere molecuul. Als de additie op deze
manier plaatsvindt, kunnen twee dimeren ontstaan. Eén ervan is stof A. Het andere dimeer
is een structuurisomeer van stof A.
2p 3 Geef de structuurformule van dat andere dimeer van butylketeen. Gebruik de notatie C4 H9
om de butylgroep weer te geven.
Bij het waterproofmaken van papier met behulp van stof A treedt een reactie op tussen
moleculen van stof A en de OH groepen van cellulose. Deze reactie kan als volgt in een
reactievergelijking worden weergegeven (hierin is het cellulosemolecuul weergegeven met
HO - Cell):
300010 27 2 Lees verder
, C4H9 CH C O + HO Cell C4H9 CH2 C O
C4H9 HC C O C4H9 HC C O Cell
O
Men kan zich voorstellen dat deze reactie in drie stappen verloopt:
• in de eerste stap reageert een molecuul van stof A met een watermolecuul:
C4H9 CH C O C 4H 9 CH C OH
+ H 2O
C4H9 HC C O C4H9 HC C OH
O
• in de tweede stap reageert een cellulosemolecuul met een molecuul van het product van
de reactie tussen stof A en water
• in de derde stap treedt in een molecuul van de stof die in de tweede stap is gevormd
uitsluitend een inwendige verhuizing op van een H atoom waarbij een molecuul van het
reactieproduct gevormd wordt.
3p 4 Geef de tweede en derde stap in reactievergelijkingen met structuurformules weer. Gebruik
de notatie HO - Cell voor een cellulosemolecuul en C4 H9 voor de butylgroep.
Bepaling van vitamine C
Vitamine C heeft de molecuulformule C6 H8 O 6. De structuurformule is hieronder
weergegeven:
OH OH
5 6
O C C H
O
C1 4C H H
2 3
H
C C
HO OH
Vitamine C is één van de optische isomeren die met deze structuurformule kunnen worden
weergegeven.
2p 5 Geef het nummer van elk asymmetrisch koolstofatoom in bovenstaande structuurformule.
Veel methoden om het gehalte van vitamine C (ascorbinezuur, C 6 H8 O6 ) te bepalen berusten
op het feit dat ascorbinezuur in een redoxreactie kan worden omgezet tot
dehydroascorbinezuur (C 6H6 O 6).
Bij één van die methoden wordt gebruikgemaakt van de reactie van vitamine C met een
éénwaardig zwak zuur met de molecuulformule C12 H7 Cl2NO 2. Een oplossing van
C 12 H 7 Cl 2 NO 2 is roze gekleurd.
Bij de bedoelde bepaling wordt een vitamine C oplossing getitreerd met een oplossing van
het natriumzout van C 12H 7 Cl 2 NO2 . In oplossing is dit zout gesplitst in natriumionen en
zuurrestionen C 12H 6 Cl2 NO2 –. Deze oplossing heeft een blauwe kleur. In het vervolg van
deze opgave wordt de oplossing van het natriumzout van C12H 7 Cl2 NO2 een
DCPIP oplossing genoemd.
Omdat de titratie in zuur milieu moet plaatsvinden, wordt voorafgaand aan de titratie aan de
vitamine C oplossing in de erlenmeyer een overmaat azijnzuur (HAc) toegevoegd.
Tijdens de titratie van de vitamine C oplossing met de DCPIP oplossing treden na elkaar de
volgende twee reacties op:
C 12 H 6 Cl 2 NO 2– + HAc → C 12 H 7 Cl 2 NO 2 + Ac–
en
C 12 H 7 Cl 2 NO 2 + C6 H 8O 6 → C 12H 9 Cl2 NO2 + C 6H 6 O6
Beide reacties zijn snel en aflopend.
300010 27 3 Lees verder
, Schematisch is één en ander weergegeven in figuur 1. De kleuren die de verschillende
deeltjes in oplossing veroorzaken staan tussen haakjes.
figuur 1
C12H6Cl2NO2- HAc (kleurloos)
(blauw) Acc- (kleurloos)
ascorbinezuur,
vitamine C
(kleurloos)
C12H7Cl2NO2 C6H8O6
(roze) dehydroascorbine-
C6H6O6
zuur (kleurloos)
C12H9Cl2NO2
(kleurloos)
3p 6 Leg uit welke kleurverandering van de oplossing in de erlenmeyer plaatsvindt wanneer bij
deze bepaling het eindpunt van de titratie wordt bereikt.
Als praktische opdracht gaat een groepje leerlingen de hoeveelheid vitamine C in appelsap
bepalen. Van het onderzochte merk appelsap bestaan twee soorten. Het enige verschil
tussen de soorten is de hoeveelheid vitamine C. Aan één van de twee soorten is namelijk
extra vitamine C toegevoegd. De leerlingen gaan bepalen hoeveel gram vitamine C er in
deze soort appelsap extra aanwezig is.
De DCPIP oplossing waarmee zij gaan titreren moet eerst worden geijkt. Daartoe wordt
125,0 mg vitamine C afgewogen en opgelost tot 500,0 mL.
Van de vitamine C oplossing wordt 10,00 mL gepipetteerd in een erlenmeyer. De oplossing
wordt aangezuurd met azijnzuur. Het blijkt dat voor de titratie van 10,00 mL van de
vitamine C oplossing, 25,10 mL DCPIP oplossing nodig is.
Hierna worden de twee soorten appelsap onderzocht. Voor 10,00 mL appelsap zonder extra
toevoegde vitamine C is 0,30 mL DCPIP oplossing nodig. Voor 10,00 mL appelsap mét
extra toegevoegde vitamine C, blijkt 32,10 mL DCPIP oplossing nodig te zijn.
4p 7 Bereken hoeveel mg vitamine C per 100,0 mL extra aanwezig is in het appelsap waaraan
extra vitamine C is toegevoegd.
Magnesiumwinning
Magnesium wordt dikwijls in een continu proces bereid uit zeewater en dolomiet. Dolomiet
is een mineraal dat voorkomt in gesteenten. De formule van dolomiet is CaMg(CO3)2 . In dit
proces wordt dolomiet bevattend gesteente eerst fijn gemalen en vervolgens verhit. Het
dolomiet wordt daarbij omgezet tot een mengsel van calciumoxide en magnesiumoxide.
Hierbij ontstaat ook koolstofdioxide.
Het calciumoxide en magnesiumoxide worden afgescheiden van de restanten van het
gesteente (afvalgesteente) en met zeewater gemengd. Het calciumoxide wordt daardoor
omgezet tot calciumhydroxide en het magnesiumoxide tot magnesiumhydroxide. Zeewater
bevat magnesiumionen. Alle magnesiumionen uit het toegevoegde zeewater reageren
volgens:
Ca(OH) 2 + Mg 2+ → Ca 2+ + Mg(OH) 2
Het ontstane magnesiumhydroxide wordt afgescheiden. Het afvalwater wordt teruggevoerd
naar zee. Vervolgens laat men het magnesiumhydroxide reageren met zoutzuur. De
oplossing van magnesiumchloride die zo ontstaat, wordt ingedampt. De temperatuur is
daarbij zo hoog dat het magnesiumchloride vloeibaar is. Het vloeibare magnesiumchloride
wordt in een elektrolyseruimte gebracht.
300010 27 4 Lees verder
Examen VWO
20
Scheikunde 1,2 (nieuwe stijl)
Voorbereidend
Wetenschappelijk
Onderwijs
Tijdvak 1
Dinsdag 20 mei
13.30 – 16.30 uur
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.
Voor dit examen zijn maximaal 70 punten te
behalen; het examen bestaat uit 25 vragen. Geef niet meer antwoorden (redenen,
Voor elk vraagnummer is aangegeven hoeveel voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd.
punten met een goed antwoord behaald kunnen Als er bijvoorbeeld twee redenen worden
worden. gevraagd en je geeft meer dan twee redenen,
Voor de uitwerking van vraag 10 is een bijlage dan worden alleen de eerste twee in de
toegevoegd. beoordeling meegeteld.
300010 27 Begin
, Waterproof papier
Schrijfpapier moet zo worden gemaakt dat het zo weinig mogelijk water opneemt. Tijdens
het fabricageproces van dit soort papier worden daarom stoffen toegevoegd om het papier
‘waterproof’ te maken. Bij een methode om papier waterproof te maken gebruikt men de
stof abieetzuur. Abieetzuur is een éénwaardig, organisch zuur. In het vervolg van deze
opgave wordt abieetzuur weergegeven met de formule HR.
Bij het waterproofmaken van papier wordt het abieetzuur eerst omgezet tot het matig
oplosbare natriumzout van abieetzuur (NaR). Dit gebeurt door HR te laten reageren met een
oplossing van een stof X. Bij deze reactie ontstaat een suspensie van NaR in water.
2p 1 Geef de naam van een stof X die daarvoor geschikt is.
Tijdens het fabricageproces van papier wordt ook aluminiumsulfaat, Al2(SO 4) 3, toegevoegd.
Als aluminiumsulfaat oplost, ontstaan Al(H 2O)6 3+ ionen. Deze ionen kunnen zich als zuur
gedragen, en reageren met R– ionen uit het NaR. Deze reactie kan als volgt in een
vergelijking worden weergegeven:
Al(H 2 O)6 3+ + R – → AlOH(H 2O) 5 2+ + HR (reactie 1)
De ontstane AlOH(H 2 O)5 2+ ionen reageren door met R – ionen. Hierbij worden twee
watermoleculen in het AlOH(H2 O) 52+ ion vervangen door R– ionen:
AlOH(H2 O) 52+ + 2 R– → AlOHR 2 (H 2 O)3 + 2 H 2 O (reactie 2)
Zowel AlOHR 2(H 2O)3 als HR zijn slecht oplosbaar in water. Deze stoffen hechten zich aan
de papiervezels en zorgen ervoor dat het papier waterproof wordt.
Tijdens het fabricageproces van een bepaald soort papier worden de hoeveelheden
aluminiumsulfaat en abieetzuur zodanig gekozen dat de molverhouding waarin Al(H2 O)6 3+
en R – worden samengevoegd Al(H2 O) 63+ : R – = 1,0 : 2,8 is.
3p 2 Bereken de molverhouding AlOHR2 (H 2 O)3 : HR waarin deze stoffen zullen ontstaan. Ga
ervan uit dat reacties 1 en 2 beide aflopend zijn en dat reactie 1 zoveel sneller verloopt dan
reactie 2, dat na afloop van de reacties geen Al(H2 O) 63+ over is.
Bij een andere methode om papier waterproof te maken, gebruikt men de stof met de
volgende structuurformule:
C 4H 9 CH C O
stof A
C4H9 HC C O
Stof A wordt gevormd door dimerisatie van butylketeen, C 4 H9 – CH = C = O. Bij deze
reactie treedt koppeling op van twee moleculen butylketeen. De reactie is op te vatten als
een additiereactie, waarbij het C atoom en het O atoom van het ene molecuul zich hechten
aan de C atomen van de C = C binding van het andere molecuul. Als de additie op deze
manier plaatsvindt, kunnen twee dimeren ontstaan. Eén ervan is stof A. Het andere dimeer
is een structuurisomeer van stof A.
2p 3 Geef de structuurformule van dat andere dimeer van butylketeen. Gebruik de notatie C4 H9
om de butylgroep weer te geven.
Bij het waterproofmaken van papier met behulp van stof A treedt een reactie op tussen
moleculen van stof A en de OH groepen van cellulose. Deze reactie kan als volgt in een
reactievergelijking worden weergegeven (hierin is het cellulosemolecuul weergegeven met
HO - Cell):
300010 27 2 Lees verder
, C4H9 CH C O + HO Cell C4H9 CH2 C O
C4H9 HC C O C4H9 HC C O Cell
O
Men kan zich voorstellen dat deze reactie in drie stappen verloopt:
• in de eerste stap reageert een molecuul van stof A met een watermolecuul:
C4H9 CH C O C 4H 9 CH C OH
+ H 2O
C4H9 HC C O C4H9 HC C OH
O
• in de tweede stap reageert een cellulosemolecuul met een molecuul van het product van
de reactie tussen stof A en water
• in de derde stap treedt in een molecuul van de stof die in de tweede stap is gevormd
uitsluitend een inwendige verhuizing op van een H atoom waarbij een molecuul van het
reactieproduct gevormd wordt.
3p 4 Geef de tweede en derde stap in reactievergelijkingen met structuurformules weer. Gebruik
de notatie HO - Cell voor een cellulosemolecuul en C4 H9 voor de butylgroep.
Bepaling van vitamine C
Vitamine C heeft de molecuulformule C6 H8 O 6. De structuurformule is hieronder
weergegeven:
OH OH
5 6
O C C H
O
C1 4C H H
2 3
H
C C
HO OH
Vitamine C is één van de optische isomeren die met deze structuurformule kunnen worden
weergegeven.
2p 5 Geef het nummer van elk asymmetrisch koolstofatoom in bovenstaande structuurformule.
Veel methoden om het gehalte van vitamine C (ascorbinezuur, C 6 H8 O6 ) te bepalen berusten
op het feit dat ascorbinezuur in een redoxreactie kan worden omgezet tot
dehydroascorbinezuur (C 6H6 O 6).
Bij één van die methoden wordt gebruikgemaakt van de reactie van vitamine C met een
éénwaardig zwak zuur met de molecuulformule C12 H7 Cl2NO 2. Een oplossing van
C 12 H 7 Cl 2 NO 2 is roze gekleurd.
Bij de bedoelde bepaling wordt een vitamine C oplossing getitreerd met een oplossing van
het natriumzout van C 12H 7 Cl 2 NO2 . In oplossing is dit zout gesplitst in natriumionen en
zuurrestionen C 12H 6 Cl2 NO2 –. Deze oplossing heeft een blauwe kleur. In het vervolg van
deze opgave wordt de oplossing van het natriumzout van C12H 7 Cl2 NO2 een
DCPIP oplossing genoemd.
Omdat de titratie in zuur milieu moet plaatsvinden, wordt voorafgaand aan de titratie aan de
vitamine C oplossing in de erlenmeyer een overmaat azijnzuur (HAc) toegevoegd.
Tijdens de titratie van de vitamine C oplossing met de DCPIP oplossing treden na elkaar de
volgende twee reacties op:
C 12 H 6 Cl 2 NO 2– + HAc → C 12 H 7 Cl 2 NO 2 + Ac–
en
C 12 H 7 Cl 2 NO 2 + C6 H 8O 6 → C 12H 9 Cl2 NO2 + C 6H 6 O6
Beide reacties zijn snel en aflopend.
300010 27 3 Lees verder
, Schematisch is één en ander weergegeven in figuur 1. De kleuren die de verschillende
deeltjes in oplossing veroorzaken staan tussen haakjes.
figuur 1
C12H6Cl2NO2- HAc (kleurloos)
(blauw) Acc- (kleurloos)
ascorbinezuur,
vitamine C
(kleurloos)
C12H7Cl2NO2 C6H8O6
(roze) dehydroascorbine-
C6H6O6
zuur (kleurloos)
C12H9Cl2NO2
(kleurloos)
3p 6 Leg uit welke kleurverandering van de oplossing in de erlenmeyer plaatsvindt wanneer bij
deze bepaling het eindpunt van de titratie wordt bereikt.
Als praktische opdracht gaat een groepje leerlingen de hoeveelheid vitamine C in appelsap
bepalen. Van het onderzochte merk appelsap bestaan twee soorten. Het enige verschil
tussen de soorten is de hoeveelheid vitamine C. Aan één van de twee soorten is namelijk
extra vitamine C toegevoegd. De leerlingen gaan bepalen hoeveel gram vitamine C er in
deze soort appelsap extra aanwezig is.
De DCPIP oplossing waarmee zij gaan titreren moet eerst worden geijkt. Daartoe wordt
125,0 mg vitamine C afgewogen en opgelost tot 500,0 mL.
Van de vitamine C oplossing wordt 10,00 mL gepipetteerd in een erlenmeyer. De oplossing
wordt aangezuurd met azijnzuur. Het blijkt dat voor de titratie van 10,00 mL van de
vitamine C oplossing, 25,10 mL DCPIP oplossing nodig is.
Hierna worden de twee soorten appelsap onderzocht. Voor 10,00 mL appelsap zonder extra
toevoegde vitamine C is 0,30 mL DCPIP oplossing nodig. Voor 10,00 mL appelsap mét
extra toegevoegde vitamine C, blijkt 32,10 mL DCPIP oplossing nodig te zijn.
4p 7 Bereken hoeveel mg vitamine C per 100,0 mL extra aanwezig is in het appelsap waaraan
extra vitamine C is toegevoegd.
Magnesiumwinning
Magnesium wordt dikwijls in een continu proces bereid uit zeewater en dolomiet. Dolomiet
is een mineraal dat voorkomt in gesteenten. De formule van dolomiet is CaMg(CO3)2 . In dit
proces wordt dolomiet bevattend gesteente eerst fijn gemalen en vervolgens verhit. Het
dolomiet wordt daarbij omgezet tot een mengsel van calciumoxide en magnesiumoxide.
Hierbij ontstaat ook koolstofdioxide.
Het calciumoxide en magnesiumoxide worden afgescheiden van de restanten van het
gesteente (afvalgesteente) en met zeewater gemengd. Het calciumoxide wordt daardoor
omgezet tot calciumhydroxide en het magnesiumoxide tot magnesiumhydroxide. Zeewater
bevat magnesiumionen. Alle magnesiumionen uit het toegevoegde zeewater reageren
volgens:
Ca(OH) 2 + Mg 2+ → Ca 2+ + Mg(OH) 2
Het ontstane magnesiumhydroxide wordt afgescheiden. Het afvalwater wordt teruggevoerd
naar zee. Vervolgens laat men het magnesiumhydroxide reageren met zoutzuur. De
oplossing van magnesiumchloride die zo ontstaat, wordt ingedampt. De temperatuur is
daarbij zo hoog dat het magnesiumchloride vloeibaar is. Het vloeibare magnesiumchloride
wordt in een elektrolyseruimte gebracht.
300010 27 4 Lees verder
