2013
tijdvak 1
dinsdag 21 mei
13.30 - 16.30 uur
scheikunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 34 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 78 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-13-1-o
, pH-Bodemtest
Een goede zuurgraad van de bodem is belangrijk voor de groei en bloei
van tuinplanten. Te zure grond veroorzaakt in het algemeen matige
plantengroei.
Om de zuurgraad van de bodem te bepalen is een pH-bodemtest in de
handel. Hiermee is eenvoudig de zuurgraad van de bodem vast te stellen.
De pH-bodemtest bevat een reageerbuisje, een flesje gedestilleerd water
en een aantal testtabletjes. Deze testtabletjes bevatten bariumsulfaat en
een mengsel van indicatoren. Een indicator is een stof waarvan de kleur
in oplossing afhangt van de pH van de oplossing. Op de verpakking van
de test staat het volgende.
Gebruiksaanwijzing
1 Vul het reageerbuisje met 1 cm grond.
2 Voeg hier 2 mL (2,5 cm) gedestilleerd water aan toe.
3 Voeg het tabletje toe, sluit het reageerbuisje af met de meegeleverde
stop en schud tot het tabletje is opgelost.
4 Zet het reageerbuisje enkele minuten weg tot de grond bezonken is en
de vloeistof een heldere kleur krijgt.
5 Vergelijk de ontstane kleur met de kleuren die op de verpakking staan
en bepaal de pH-waarde van de grond.
Op de verpakking zijn vier reageerbuisjes afgebeeld met de volgende
kleuren en gegevens:
geel: pH = 4 sterk zuur
groen: pH = 5 zuur
groen-blauw: pH = 6 licht zuur
blauw: pH = 7 neutraal
Voor een goede plantengroei ligt de ideale pH-waarde tussen 5,5 en 7,0.
In de gebruiksaanwijzing staat dat je het reageerbuisje moet schudden tot
het tabletje is opgelost. Uit de tekst boven de gebruiksaanwijzing is af te
leiden dat dit niet mogelijk is.
2p 1 Leg uit waarom het tabletje niet volledig kan oplossen.
Met de test wordt de pH van tuingrond bepaald op 5,5.
2p 2 Bereken de [H+] in mol L–1 in een oplossing met pH = 5,5.
HA-1028-a-13-1-o lees verder ►►►
, Bij de beschreven bodemtest wordt de pH bepaald door gedestilleerd
water aan grond toe te voegen. Hierdoor komen sommige H+ ionen vrij in
het water, maar H+ ionen die gebonden zijn aan de klei- en humusdeeltjes
niet. De op deze manier verkregen pH wordt ‘pH-water’ genoemd.
Bij een ander type bodemtest wordt in plaats van gedestilleerd water een
oplossing van kaliumchloride aan de grond toegevoegd. Hierdoor komen
de H+ ionen die aan klei- en humusdeeltjes zitten ook vrij. Op deze manier
wordt de ‘pH-kaliumchloride’ bepaald.
Fleur neemt een bodemmonster uit de tuin van haar ouders. Van deze
grond bepaalt ze ‘pH-water’ en ‘pH-kaliumchloride’. Voor ‘pH-water’ vindt
Fleur de waarde 5,5. Voor ‘pH-kaliumchloride’ vindt Fleur een andere
waarde.
2p 3 Leg uit of de waarde die Fleur voor ‘pH-kaliumchloride’ vindt hoger of
lager is dan 5,5.
In de bijsluiter bij de test is te lezen hoeveel van een bepaalde
kalkmeststof aan grond met een bepaalde pH moet worden toegevoegd.
Voor grond met pH 5,5 is dat 4 kg per 10 m2. De kalkmeststof bevat
75 massaprocent calciumcarbonaat. Het oppervlak van de tuin is 56 m2.
3p 4 Geef de vergelijking van de reactie waarbij calciumcarbonaat reageert
met de maximale hoeveelheid H+.
4p 5 Bereken het maximale aantal mol H+ dat kan reageren met de
hoeveelheid kalkmeststof die moet worden toegevoegd aan de tuin. Bij
deze berekening hoef je niet te letten op de significantie.
Biodiesel en biomethanol
Biodiesel kan in plaats van diesel die uit aardolie wordt geproduceerd, als
autobrandstof worden gebruikt. De biodiesel bestaat uit vetzuren die zijn
veresterd met methanol.
3p 6 Geef de reactievergelijking voor de volledige verbranding van biodiesel.
Gebruik C19H36O2 als (gemiddelde) molecuulformule voor biodiesel.
In een bepaalde soort biodiesel komt de ester van oliezuur (C17H33COOH)
en methanol voor.
2p 7 Geef de structuurformule van deze ester. Geef het koolwaterstofgedeelte
op dezelfde wijze weer als hierboven in de formule van oliezuur.
HA-1028-a-13-1-o lees verder ►►►
, Biodiesel wordt geproduceerd door plantaardige of dierlijke vetten en
oliën te laten reageren met methanol. Daarbij ontstaat glycerol als
bijproduct.
Deze productie van biodiesel kan als volgt in woorden worden
weergegeven:
vet of olie + methanol → biodiesel + glycerol (reactie 1)
De viscositeit (stroperigheid) en de temperatuur waarbij in biodiesel vaste
bestanddelen ontstaan, hangen samen met het gehalte aan C = C
bindingen.
De olie die uit koolzaad wordt gewonnen, wordt veel gebruikt als
grondstof voor biodiesel. Koolzaadolie bevat onder andere moleculen met
de volgende structuurformule.
O
CH2 O C C17H33
O
CH O C C17H31
O
CH2 O C C17H33
2p 8 Hoeveel C = C bindingen komen voor in dit molecuul? Licht je antwoord
toe.
Hoe groter het gehalte aan C = C bindingen is, des te minder stroperig is
biodiesel en des te lager is de temperatuur waarbij vaste bestanddelen
ontstaan. Dit hangt samen met de soort binding tussen de moleculen in
biodiesel.
1p 9 Geef de naam van deze soort binding.
In 2009 is in Delfzijl een fabriek gestart waarin glycerol wordt omgezet tot
methanol. De omzetting van glycerol tot methanol vindt plaats in twee
reactoren. De glycerol die na zuivering is verkregen bij de productie van
biodiesel, wordt onder hoge druk en bij hoge temperatuur door reactie met
stoom omgezet tot een mengsel van koolstofdioxide, koolstofmono-oxide
en waterstof. Na afscheiding van het koolstofdioxide wordt het mengsel
van koolstofmono-oxide en waterstof in een tweede reactor omgezet tot
methanol. Deze methanol wordt vanwege zijn herkomst aangeduid als
biomethanol.
HA-1028-a-13-1-o lees verder ►►►