Examen HAVO
2023
tijdvak 1
donderdag 11 mei
13.30 - 16.30 uur
scheikunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Gebruik zo nodig het informatieboek Binas of ScienceData.
Dit examen bestaat uit 34 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 76 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.
HA-1028-a-23-1-o
, Zonnebrandstof
tekstfragment
“Iedere dertig minuten vangt de aarde een hoeveelheid zonlicht op
waarmee we de hele wereld een jaar lang van energie kunnen voorzien.
Hier ligt voor ons de uitdaging. We moeten gebruikmaken van deze
mogelijkheid.” Met deze woorden opende toenmalig kroonprins
Willem Alexander in 2011 een seminar in Dresden.
naar: www.groenegrondstoffen.nl
Wetenschappers hebben iets bedacht om zonlicht te kunnen gebruiken als
‘zonnebrandstof’. Voor deze zonnebrandstof wordt zonne-energie gebruikt die
is opgevangen door zonnecellen, om water te ontleden tot waterstof en zuurstof.
De gevormde waterstof wordt vervolgens door de genetisch aangepaste
bacteriesoort R. eutropha met koolstofdioxide omgezet tot de zonnebrandstof
isopropylalcohol (IPA). Dit proces is vereenvoudigd weergegeven in figuur 1a.
figuur 1
zonnecel
elektrode A CO2 elektrode B
reactor met
zoutoplossing
4 H+ + O2 H2
2 H2O 2 H+ H
H O H
H2 + CO2 IPA bacterie
H C C C H
H H H
1a. reactor voor het maken van zonnebrandstof 1b. structuurformule IPA
Het proces in figuur 1a heeft overeenkomsten met de natuurlijke fotosynthese.
Beide processen hebben bijvoorbeeld zonlicht als energiebron nodig.
HA-1028-a-23-1-o lees verder ►►►
,2p 1 Geef nog twee andere overeenkomsten tussen de hierboven beschreven
vorming van zonnebrandstof en fotosynthese.
Isopropylalcohol (IPA) is een triviale naam. De structuurformule van IPA is in
figuur 1b weergegeven.
2p 2 Geef de systematische naam van IPA.
Een van de stappen in het proces waarbij bacteriën IPA produceren, is de
omzetting van waterstof tot waterstofionen met behulp van ‘hydrogenasen’.
Een hydrogenase is een enzym met in het reactieve deel onder andere
ijzeratomen. In figuur 2 is een fragment van een hydrogenase vereenvoudigd
weergegeven. Het zwavelatoom in de restgroep van de cysteïne-eenheid is
gebonden aan een ijzeratoom (Fe) in plaats van aan een waterstofatoom.
Deze binding is op te vatten als een atoombinding.
figuur 2
Fe
Cys Thr
4p 3 Geef de structuurformule van het fragment uit figuur 2. Gebruik
Binas-tabel 67H1 of ScienceData-tabel 13.7c.
De omzetting van waterstof tot waterstofionen door het enzym is een
halfreactie.
2p 4 Leg uit, aan de hand van deze halfreactie, of voor deze omzetting van
waterstof een oxidator of een reductor nodig is. Gebruik eventueel
Binas-tabel 48 of ScienceData-tabel 9.1f.
HA-1028-a-23-1-o lees verder ►►►
, De wetenschappers hebben onderzocht of het mogelijk is om bacteriën
doelgericht IPA te laten produceren. Daarvoor hebben ze een experiment
uitgevoerd waarbij waterstof en koolstofdioxide worden geleid door een
suspensie van bacteriën in een verdunde zoutoplossing. De bacteriën kunnen
zich in dit mengsel voortplanten. De groei van het aantal bacteriën in het
mengsel werd gemeten. Hiervoor werd een maat gebruikt die de ‘optische
dichtheid’ wordt genoemd. Hoe hoger de optische dichtheid, hoe meer
bacteriën er in het mengsel aanwezig waren. Ook de productie van IPA door
de bacteriën werd in de tijd gemeten. Beide resultaten zijn weergegeven in
figuur 3.
figuur 3
3,0
optische
dichtheid 2,5
2,0 200
concentratie
1,5 150 IPA (mg L−1)
1,0 100
0,5 50
0 0
0 20 40 60 80 100 120
tijd (uren)
Legenda
verloop optische dichtheid
verloop concentratie IPA
Als hun voedingsstoffen (zoals de zoutoplossing) opraken, stoppen de
bacteriën met zich te vermenigvuldigen en gaan ze IPA produceren. In het
beschreven experiment gebeurt dit wanneer de optische dichtheid van 2,4 is
bereikt.
2p 5 Bereken de gemiddelde snelheid in mg IPA per liter per uur waarmee IPA wordt
gevormd tussen 50 en 72 uur na de start van het experiment.
HA-1028-a-23-1-o lees verder ►►►
2023
tijdvak 1
donderdag 11 mei
13.30 - 16.30 uur
scheikunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Gebruik zo nodig het informatieboek Binas of ScienceData.
Dit examen bestaat uit 34 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 76 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.
HA-1028-a-23-1-o
, Zonnebrandstof
tekstfragment
“Iedere dertig minuten vangt de aarde een hoeveelheid zonlicht op
waarmee we de hele wereld een jaar lang van energie kunnen voorzien.
Hier ligt voor ons de uitdaging. We moeten gebruikmaken van deze
mogelijkheid.” Met deze woorden opende toenmalig kroonprins
Willem Alexander in 2011 een seminar in Dresden.
naar: www.groenegrondstoffen.nl
Wetenschappers hebben iets bedacht om zonlicht te kunnen gebruiken als
‘zonnebrandstof’. Voor deze zonnebrandstof wordt zonne-energie gebruikt die
is opgevangen door zonnecellen, om water te ontleden tot waterstof en zuurstof.
De gevormde waterstof wordt vervolgens door de genetisch aangepaste
bacteriesoort R. eutropha met koolstofdioxide omgezet tot de zonnebrandstof
isopropylalcohol (IPA). Dit proces is vereenvoudigd weergegeven in figuur 1a.
figuur 1
zonnecel
elektrode A CO2 elektrode B
reactor met
zoutoplossing
4 H+ + O2 H2
2 H2O 2 H+ H
H O H
H2 + CO2 IPA bacterie
H C C C H
H H H
1a. reactor voor het maken van zonnebrandstof 1b. structuurformule IPA
Het proces in figuur 1a heeft overeenkomsten met de natuurlijke fotosynthese.
Beide processen hebben bijvoorbeeld zonlicht als energiebron nodig.
HA-1028-a-23-1-o lees verder ►►►
,2p 1 Geef nog twee andere overeenkomsten tussen de hierboven beschreven
vorming van zonnebrandstof en fotosynthese.
Isopropylalcohol (IPA) is een triviale naam. De structuurformule van IPA is in
figuur 1b weergegeven.
2p 2 Geef de systematische naam van IPA.
Een van de stappen in het proces waarbij bacteriën IPA produceren, is de
omzetting van waterstof tot waterstofionen met behulp van ‘hydrogenasen’.
Een hydrogenase is een enzym met in het reactieve deel onder andere
ijzeratomen. In figuur 2 is een fragment van een hydrogenase vereenvoudigd
weergegeven. Het zwavelatoom in de restgroep van de cysteïne-eenheid is
gebonden aan een ijzeratoom (Fe) in plaats van aan een waterstofatoom.
Deze binding is op te vatten als een atoombinding.
figuur 2
Fe
Cys Thr
4p 3 Geef de structuurformule van het fragment uit figuur 2. Gebruik
Binas-tabel 67H1 of ScienceData-tabel 13.7c.
De omzetting van waterstof tot waterstofionen door het enzym is een
halfreactie.
2p 4 Leg uit, aan de hand van deze halfreactie, of voor deze omzetting van
waterstof een oxidator of een reductor nodig is. Gebruik eventueel
Binas-tabel 48 of ScienceData-tabel 9.1f.
HA-1028-a-23-1-o lees verder ►►►
, De wetenschappers hebben onderzocht of het mogelijk is om bacteriën
doelgericht IPA te laten produceren. Daarvoor hebben ze een experiment
uitgevoerd waarbij waterstof en koolstofdioxide worden geleid door een
suspensie van bacteriën in een verdunde zoutoplossing. De bacteriën kunnen
zich in dit mengsel voortplanten. De groei van het aantal bacteriën in het
mengsel werd gemeten. Hiervoor werd een maat gebruikt die de ‘optische
dichtheid’ wordt genoemd. Hoe hoger de optische dichtheid, hoe meer
bacteriën er in het mengsel aanwezig waren. Ook de productie van IPA door
de bacteriën werd in de tijd gemeten. Beide resultaten zijn weergegeven in
figuur 3.
figuur 3
3,0
optische
dichtheid 2,5
2,0 200
concentratie
1,5 150 IPA (mg L−1)
1,0 100
0,5 50
0 0
0 20 40 60 80 100 120
tijd (uren)
Legenda
verloop optische dichtheid
verloop concentratie IPA
Als hun voedingsstoffen (zoals de zoutoplossing) opraken, stoppen de
bacteriën met zich te vermenigvuldigen en gaan ze IPA produceren. In het
beschreven experiment gebeurt dit wanneer de optische dichtheid van 2,4 is
bereikt.
2p 5 Bereken de gemiddelde snelheid in mg IPA per liter per uur waarmee IPA wordt
gevormd tussen 50 en 72 uur na de start van het experiment.
HA-1028-a-23-1-o lees verder ►►►
