Examen VWO
2009
tijdvak 1
dinsdag 26 mei
13.30 - 16.30 uur
scheikunde 1
Bij dit examen horen een bijlage en een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 27 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 69 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.
925-0182-a-VW-1-o
, Biobrandstofcel
De bacterie Rhodoferax ferrireducens leeft in anaëroob milieu (zuurstofloze
omstandigheden). Voor zijn energievoorziening zet deze bacterie glucose om tot
onder andere koolstofdioxide. Bij de omzetting van glucose tot koolstofdioxide is
glucose reductor. Als oxidator in het anaërobe milieu treedt Fe3+ op, dat wordt
omgezet tot Fe2+. De reactie, en de functie van de bacteriën daarbij, is
onderzocht. Daartoe werden proeven uitgevoerd waarbij glucose-oplossingen en
oplossingen met Fe3+ werden samengevoegd zowel in aanwezigheid van de
bacteriën als zonder bacteriën. Zonder bacteriën treedt geen reactie op.
De onderzoeksresultaten van een proef met bacteriën en een proef zonder
bacteriën zijn verzameld in de onderstaande twee diagrammen.
Diagrammen
concentratie 1,1 glucose ..
glucose zonder bacterien
(mmol L -1)
1,0 * * * * * * ** glucose ..
0,9 met bacterien
0,8
0,7
0,6
0,5
0 25 50 75 100 125 150
tijd (uur)
concentratie 14 Fe 2+ ..
Fe 2+ 12 zonder bacterien
2+
(mmol L -1) Fe ..
10 met bacterien
8
6
4
2
* * * * * * **
0
0 25 50 75 100 125 150
tijd (uur)
Uit de diagrammen kan worden afgeleid dat per molecuul glucose bij de
halfreactie voor de omzetting van glucose tot koolstofdioxide, 24 elektronen
vrijkomen.
2p 1 Leg dit uit met behulp van gegevens uit de diagrammen. Ga ervan uit dat de
afname van de hoeveelheid glucose alleen wordt veroorzaakt door de reactie
met Fe3+ en dat de toename van de hoeveelheid Fe2+ alleen wordt veroorzaakt
door de reactie met glucose.
925-0182-a-VW-1-o 2 lees verder ►►►
, Men heeft onderzocht of de omzetting van glucose door Rhodoferax
ferrireducens kan worden gebruikt in een elektrochemische cel om stroom op te
wekken.
De elektrochemische cel bestaat uit twee halfcellen.
De ene halfcel van de elektrochemische cel bestaat uit een poreuze elektrode
van grafiet die is geplaatst in een gebufferde glucose-oplossing. Op en rond de
elektrode bevinden zich de bacteriën. Om te voorkomen dat zuurstof in de
oplossing terechtkomt, wordt stikstofgas doorgeleid. De pH van de oplossing
moet 6,90 zijn. Daarom is aan het stikstofgas wat koolstofdioxide toegevoegd en
aan de glucose-oplossing wat NaHCO3. De hoeveelheid koolstofdioxide die aan
het stikstofgas wordt toegevoegd is zodanig dat in de oplossing de concentratie
koolzuur voortdurend gelijk is aan 0,011 mol L –1.
4p 2 Bereken hoeveel gram NaHCO3 per liter moet worden opgelost om te bereiken
dat de pH van de gebufferde glucose-oplossing gelijk is aan 6,90 (298 K).
De elektronen die bij de omzetting van glucose vrijkomen, worden overgedragen
aan de elektrode.
In de andere halfcel bevindt zich de oxidator. Dat is in de elektrochemische cel
niet Fe3+, maar zuurstof. Deze halfcel bestaat uit een elektrode, eveneens van
grafiet, die is geplaatst in een bufferoplossing (ook pH = 6,90), waar lucht
doorheen wordt geleid. Als de twee elektroden worden verbonden, gaat een
elektrische stroom lopen. De zuurstof uit de lucht wordt daarbij omgezet
volgens:
O 2 + 4 H + + 4 e – → 2 H2 O
De ontstane elektrochemische cel wordt een biobrandstofcel genoemd.
3p 3 Geef de vergelijking van de halfreactie voor de omzetting van glucose tot
koolstofdioxide. Behalve de formules van de genoemde stoffen komen in de
vergelijking nog e–, H + en H2O voor.
2p 4 Leid de vergelijking af van de totale reactie waarop de stroomlevering door de
biobrandstofcel berust.
4p 5 Maak een schets van zo’n biobrandstofcel. Benoem de onderdelen van de cel en
vermeld op de juiste plaats alle stoffen en oplossingen die worden gebruikt,
evenals de bacteriën. Geef in je tekening ook aan wat tijdens de stroomlevering
de positieve en de negatieve elektrode is.
925-0182-a-VW-1-o 3 lees verder ►►►
, 1080
1080 (ten-eighty) is de triviale naam van het natriumzout van H O
fluorazijnzuur. 1080 is zeer giftig en wordt gebruikt als
H C C
bestrijdingsmiddel tegen ongedierte. De structuurformule van O - Na +
F
1080 is hiernaast afgebeeld.
In Nieuw-Zeeland wordt 1080 vaak gebruikt om schadelijke knaagdieren te
bestrijden. Boven bebost gebied worden brokken lokaas met 1080 vanuit
vliegtuigen over het terrein uitgeworpen. Eén van de risico’s aan deze manier
van verspreiden, is dat 1080 in rivieren en meren, en dus ook in het drinkwater
terecht kan komen. Hierdoor kunnen ook mensen onbedoeld in aanraking komen
met het gif.
Er is een aantal methoden ontwikkeld om gehaltes aan 1080 in NH2
water te bepalen. Bij één van die methoden wordt gebruik Cl
gemaakt van een stof die wordt aangeduid met de afkorting
DCA. De structuurformule van DCA is hiernaast afgebeeld.
Cl
3p 6 Geef de systematische naam van DCA.
Bij deze analysemethode laat men 1080 reageren met DCA en wordt de
concentratie van het ontstane product bepaald. De laagste concentratie
1080 die men met deze methode kan meten, bedraagt 6·10 –9 mol L –1.
In Nieuw-Zeeland is de maximale concentratie waarin 1080 in het (drink)water
–3
mag voorkomen, vastgesteld op 2·10 massa-ppm.
3p 7 Laat aan de hand van een berekening zien dat 1080 met de hierboven
beschreven analysemethode kan worden aangetoond wanneer deze stof
voorkomt in de maximaal toelaatbare concentratie in Nieuw-Zeeland. De
dichtheid van (drink)water is 1,0·10 3 g L –1.
De giftigheid van 1080 komt voort uit het feit dat na inname van de stof de
citroenzuurcyclus wordt geblokkeerd. De citroenzuurcyclus is een reeks van
enzymatische omzettingen die een belangrijke rol speelt bij de
energievoorziening in levende organismen. Door blokkade van de cyclus als
gevolg van inname van 1080 komt de energievoorziening van het organisme in
gevaar, wat de dood tot gevolg kan hebben. De reacties die optreden in de
citroenzuurcyclus staan in Binas-tabel 68C.
Na inname van 1080 wordt deze stof in een aantal stappen enzymatisch
omgezet tot de stof fluorcitroenzuur. Deze stof lijkt veel op citroenzuur.
Het verschil tussen fluorcitroenzuur en citroenzuur is dat in een molecuul
fluorcitroenzuur één fluoratoom aan een koolstofatoom is gebonden op de plaats
waar in een molecuul citroenzuur een waterstofatoom aan een koolstofatoom is
gebonden. Van fluorcitroenzuur bestaan verschillende stereo-isomeren, van
citroenzuur niet.
3p 8 Geef de structuurformule van fluorcitroenzuur. Geef hierin met een sterretje aan
welk koolstofatoom asymmetrisch is of welke koolstofatomen asymmetrisch zijn.
925-0182-a-VW-1-o 4 lees verder ►►►
2009
tijdvak 1
dinsdag 26 mei
13.30 - 16.30 uur
scheikunde 1
Bij dit examen horen een bijlage en een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 27 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 69 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.
925-0182-a-VW-1-o
, Biobrandstofcel
De bacterie Rhodoferax ferrireducens leeft in anaëroob milieu (zuurstofloze
omstandigheden). Voor zijn energievoorziening zet deze bacterie glucose om tot
onder andere koolstofdioxide. Bij de omzetting van glucose tot koolstofdioxide is
glucose reductor. Als oxidator in het anaërobe milieu treedt Fe3+ op, dat wordt
omgezet tot Fe2+. De reactie, en de functie van de bacteriën daarbij, is
onderzocht. Daartoe werden proeven uitgevoerd waarbij glucose-oplossingen en
oplossingen met Fe3+ werden samengevoegd zowel in aanwezigheid van de
bacteriën als zonder bacteriën. Zonder bacteriën treedt geen reactie op.
De onderzoeksresultaten van een proef met bacteriën en een proef zonder
bacteriën zijn verzameld in de onderstaande twee diagrammen.
Diagrammen
concentratie 1,1 glucose ..
glucose zonder bacterien
(mmol L -1)
1,0 * * * * * * ** glucose ..
0,9 met bacterien
0,8
0,7
0,6
0,5
0 25 50 75 100 125 150
tijd (uur)
concentratie 14 Fe 2+ ..
Fe 2+ 12 zonder bacterien
2+
(mmol L -1) Fe ..
10 met bacterien
8
6
4
2
* * * * * * **
0
0 25 50 75 100 125 150
tijd (uur)
Uit de diagrammen kan worden afgeleid dat per molecuul glucose bij de
halfreactie voor de omzetting van glucose tot koolstofdioxide, 24 elektronen
vrijkomen.
2p 1 Leg dit uit met behulp van gegevens uit de diagrammen. Ga ervan uit dat de
afname van de hoeveelheid glucose alleen wordt veroorzaakt door de reactie
met Fe3+ en dat de toename van de hoeveelheid Fe2+ alleen wordt veroorzaakt
door de reactie met glucose.
925-0182-a-VW-1-o 2 lees verder ►►►
, Men heeft onderzocht of de omzetting van glucose door Rhodoferax
ferrireducens kan worden gebruikt in een elektrochemische cel om stroom op te
wekken.
De elektrochemische cel bestaat uit twee halfcellen.
De ene halfcel van de elektrochemische cel bestaat uit een poreuze elektrode
van grafiet die is geplaatst in een gebufferde glucose-oplossing. Op en rond de
elektrode bevinden zich de bacteriën. Om te voorkomen dat zuurstof in de
oplossing terechtkomt, wordt stikstofgas doorgeleid. De pH van de oplossing
moet 6,90 zijn. Daarom is aan het stikstofgas wat koolstofdioxide toegevoegd en
aan de glucose-oplossing wat NaHCO3. De hoeveelheid koolstofdioxide die aan
het stikstofgas wordt toegevoegd is zodanig dat in de oplossing de concentratie
koolzuur voortdurend gelijk is aan 0,011 mol L –1.
4p 2 Bereken hoeveel gram NaHCO3 per liter moet worden opgelost om te bereiken
dat de pH van de gebufferde glucose-oplossing gelijk is aan 6,90 (298 K).
De elektronen die bij de omzetting van glucose vrijkomen, worden overgedragen
aan de elektrode.
In de andere halfcel bevindt zich de oxidator. Dat is in de elektrochemische cel
niet Fe3+, maar zuurstof. Deze halfcel bestaat uit een elektrode, eveneens van
grafiet, die is geplaatst in een bufferoplossing (ook pH = 6,90), waar lucht
doorheen wordt geleid. Als de twee elektroden worden verbonden, gaat een
elektrische stroom lopen. De zuurstof uit de lucht wordt daarbij omgezet
volgens:
O 2 + 4 H + + 4 e – → 2 H2 O
De ontstane elektrochemische cel wordt een biobrandstofcel genoemd.
3p 3 Geef de vergelijking van de halfreactie voor de omzetting van glucose tot
koolstofdioxide. Behalve de formules van de genoemde stoffen komen in de
vergelijking nog e–, H + en H2O voor.
2p 4 Leid de vergelijking af van de totale reactie waarop de stroomlevering door de
biobrandstofcel berust.
4p 5 Maak een schets van zo’n biobrandstofcel. Benoem de onderdelen van de cel en
vermeld op de juiste plaats alle stoffen en oplossingen die worden gebruikt,
evenals de bacteriën. Geef in je tekening ook aan wat tijdens de stroomlevering
de positieve en de negatieve elektrode is.
925-0182-a-VW-1-o 3 lees verder ►►►
, 1080
1080 (ten-eighty) is de triviale naam van het natriumzout van H O
fluorazijnzuur. 1080 is zeer giftig en wordt gebruikt als
H C C
bestrijdingsmiddel tegen ongedierte. De structuurformule van O - Na +
F
1080 is hiernaast afgebeeld.
In Nieuw-Zeeland wordt 1080 vaak gebruikt om schadelijke knaagdieren te
bestrijden. Boven bebost gebied worden brokken lokaas met 1080 vanuit
vliegtuigen over het terrein uitgeworpen. Eén van de risico’s aan deze manier
van verspreiden, is dat 1080 in rivieren en meren, en dus ook in het drinkwater
terecht kan komen. Hierdoor kunnen ook mensen onbedoeld in aanraking komen
met het gif.
Er is een aantal methoden ontwikkeld om gehaltes aan 1080 in NH2
water te bepalen. Bij één van die methoden wordt gebruik Cl
gemaakt van een stof die wordt aangeduid met de afkorting
DCA. De structuurformule van DCA is hiernaast afgebeeld.
Cl
3p 6 Geef de systematische naam van DCA.
Bij deze analysemethode laat men 1080 reageren met DCA en wordt de
concentratie van het ontstane product bepaald. De laagste concentratie
1080 die men met deze methode kan meten, bedraagt 6·10 –9 mol L –1.
In Nieuw-Zeeland is de maximale concentratie waarin 1080 in het (drink)water
–3
mag voorkomen, vastgesteld op 2·10 massa-ppm.
3p 7 Laat aan de hand van een berekening zien dat 1080 met de hierboven
beschreven analysemethode kan worden aangetoond wanneer deze stof
voorkomt in de maximaal toelaatbare concentratie in Nieuw-Zeeland. De
dichtheid van (drink)water is 1,0·10 3 g L –1.
De giftigheid van 1080 komt voort uit het feit dat na inname van de stof de
citroenzuurcyclus wordt geblokkeerd. De citroenzuurcyclus is een reeks van
enzymatische omzettingen die een belangrijke rol speelt bij de
energievoorziening in levende organismen. Door blokkade van de cyclus als
gevolg van inname van 1080 komt de energievoorziening van het organisme in
gevaar, wat de dood tot gevolg kan hebben. De reacties die optreden in de
citroenzuurcyclus staan in Binas-tabel 68C.
Na inname van 1080 wordt deze stof in een aantal stappen enzymatisch
omgezet tot de stof fluorcitroenzuur. Deze stof lijkt veel op citroenzuur.
Het verschil tussen fluorcitroenzuur en citroenzuur is dat in een molecuul
fluorcitroenzuur één fluoratoom aan een koolstofatoom is gebonden op de plaats
waar in een molecuul citroenzuur een waterstofatoom aan een koolstofatoom is
gebonden. Van fluorcitroenzuur bestaan verschillende stereo-isomeren, van
citroenzuur niet.
3p 8 Geef de structuurformule van fluorcitroenzuur. Geef hierin met een sterretje aan
welk koolstofatoom asymmetrisch is of welke koolstofatomen asymmetrisch zijn.
925-0182-a-VW-1-o 4 lees verder ►►►
