VWO SCHEIKUNDE EINDEXAMEN 2015 Pagina 1 van 4 MINISTERIE VAN ONDERWIJS, WETENSCHAP EN CULTUUR
UNIFORM EINDEXAMEN VWO 2015
VAK : SCHEIKUNDE
DATUM : 24 juni 2015
TIJD : 07.45 – 10.45 UUR Aantal opgaven bij dit vak : 4 Aantal pagina’s : 4
Controleer zorgvuldig of alle pagina’s in de goede volgorde aanwezig zijn. Neem in geval van een afwijking onmiddellijk contact op met een surveillant.
Calculator en BINAS toegestaan SUCCES!
! Schrijf alle organische stoffen in structuurformules.
OPGAVE 1 ( 22 punt )
Sorona®, is een co-polymeer dat geproduceerd wordt door de
Amerikaanse firma DuPont. Dit co-polymeer wordt als vezel geleverd aan de textielindustrie. Sorona® wordt gebruikt voor het vervaardigen van onder andere vloerbedekking, auto-matjes en kleding.
De grondstoffen voor de productie van Sorona® zijn 1,3-propaandiol en tereftaalzuur.
a. Geef de systematische naam van tereftaalzuur.
Bij de productie van Sorona® ontstaan lange, lineaire ketens. Deze ketens zijn namelijk de vezels die expliciet nodig zijn voor de textielindustrie. Als de 1,3-propaandiol als grondstof niet zuiver aangeleverd wordt, zal de polymerisatiereactie anders verlopen.
Een methode die DuPont vroeger gebruikte om 1,3-propaandiol te bereiden was de fermentatie van glycerol. Indien 1,3-propaandiol gemengd is met glycerol, dus bij onvolledige fermentatie, dan zal glycerol ook meedoen aan de polymerisatiereactie. Hierbij ontstaan er structuren in de vezel die zeer ongewenst zijn.
b. Leg uit welk ongewenste structuur er zal ontstaan indien glycerol ook meedoet aan de polymerisatiereactie.
VWO SCHEIKUNDE EINDEXAMEN 2015 Pagina 2 van 4 C H2 CH2 etheen O etheenoxide O H O H O H OH O2 H2 3-hydroxypropanal 1,3 propaandiol X
Om de ongewenste polymeervorming te voorkomen wordt thans 1,3-propaandiol uit etheen bereid. Hiernaast is schematisch het productieproces van etheengas tot 1,3-propaandiol weergegeven.
d. Bereken de reactiewarmte voor de vorming van 1 ton etheenoxide uit etheengas bij T=298K. ( 1 ton = 1000 kg ) e. Geef de systematische naam van stof X uit figuur 1. f. Tot welkereactie type behoort de vorming van
1,3-propaandiol uit 3-hydroxypropanal.Leg uit.
Figuur 1:
OPGAVE 2 ( 32 punt )
Captain Kirk is vanaf het jaar 2265 gezagvoerder van het ruimteschip Enterprise uit de televisieserie Star Trek. Voor dit ruimteschip wordt het unieke di-lithium als energiebron gebruikt.
Di-lithium is een fictief kristal en wordt gebruikt om energie te genereren voor het ruimteschip Enterprise. De code van de kluis waar het di-lithium wordt bewaard kan alleen door een chemicus achterhaald worden. Deze code bestaat uit zeven cijfers die afkomstig zijn van de pH-waarden van enkele oplossingen. De code is als volgt: pH van oplossing A gevolgd door de pH van oplossing C, waarbij de pH-waarden in twee decimalen nauwkeurig zijn.
Voor de chemicus zijn de volgende gegevens bekend:
Oplossing A: bevat 12,00 gram TRIS per 500 ml oplossing; TRIS is een organisch zwakke base met de molecuulformule (HOCH2)3CNH2 en heeft een Kb van 1,19. 10-6.
Oplossing B: zoutzuur, bevattende 6,50 massa % HCl met een dichtheid van 1,12 g/ml. Oplossing C: een mengsel bestaande uit 100 ml oplossing A en 5,00 ml oplossing B.
a. Leg uit of TRIS stereo-isomerie vertoont.
b. Bereken de molariteit van oplossing A en van oplossing B. c. Geef met behulp van berekeningen de code van de kluis.
Lithium is een zacht metaal dat zeer reactief is en niet in zuivere vorm in de natuur voorkomt. Een veelvoorkomende lithiumverbinding is lithiumhydroxide die in ruimtevaartuigen wordt gebruikt om het koolstofdioxidegas uit de cabines te absorberen. Hierbij ontstaan water en de vaste stof
lithiumcarbonaat.
d. Geef de reactievergelijking van boven beschreven absorptie.
e. Bereken hoeveel kg koolstofdioxidegas maximaal geabsorbeerd kan worden door 1,0 kg lithiumhydroxide.
VWO SCHEIKUNDE EINDEXAMEN 2015 Pagina 3 van 4 OPGAVE 3 ( 19 punt )
In televisieseries zoals Crime Scene Investigation (CSI) wordt bij de plaats delict onder andere bloedsporen onderzocht door de technische recherche. De technieken die vertoond worden in de serie, worden ook in het echt bij forensische
onderzoekingen gebruikt. Een van deze technieken is gebaseerd op het aantonen van bloed m.b.v. luminol. Bloed is positief aangetoond indien luminol licht uitzendt met een felblauwe kleur.
De bereiding van luminol geschiedt in twee stappen:
Bij de eerste stap reageert 3-nitroftaalzuur met hydrazine volgens de onderstaande reactie:
a. Leg uit tot welke reactietype de bovenstaande reactie behoort.
Bij de tweede stap wordt 3-nitroftaalhydrazide door middel van natriumdithioniet, Na2S2O4, gereduceerd tot onder andere luminol en zwaveldioxidegas.
b. Leid met behulp van halfreacties de somvergelijking af voor de tweede stap.
Voor het forensisch onderzoek wordt luminol eerst opgelost in natronloog. Hierbij worden de twee aminogroepen (-NH) van luminol gedeprotoneerd: dat wil zeggen dat de OH – ionen van natronloog de waterstofatomen van de aminogroepen eraf halen.
c. Geef de reactievergelijking voor de reactie van luminol met natronloog.
Vervolgens wordt aan de ontstane oplossing waterstofperoxide toegevoegd. Hierbij reageert echter zuurstof ( het ontledingsproduct van waterstofperoxide ) met de gedeprotoneerde luminol tot
stikstofgas en het 3-aminoftalaat-ion dat in een aangeslagen toestand (hogere energieniveau) bevindt. Wanneer dit deeltje spontaan terugvalt naar zijn grondtoestand ( lagere energieniveau), wordt daarbij energie uitgezonden in de vorm van een fel blauwlicht.
d. Geef de structuurformule van het 3-aminoftalaat-ion. O OH O OH NO2
+
N2H43-nitroftaalzuur hydrazine 3-nitroftaalhydrazide
NH NH O O NO2
+
stof XVWO SCHEIKUNDE EINDEXAMEN 2015 Pagina 4 van 4 Een reactie van luminol met waterstofperoxide verloopt vrij langzaam, waardoor het nodig is om een katalysator te gebruiken om de reactie te versnellen. Enkele katalysatoren die hierbij gebruikt
kunnen worden zijn koper(II)sulfaat, kobalt(II)nitraat en ijzer(III)nitraat. Bij het onderzoek naar bloedsporen wordt er echter geen katalysator toegevoegd omdat luminol in aanwezigheid van bloed vrij snel een felblauw licht uitzendt.
e. Verklaar waarom bij dit onderzoek geen katalysator nodig is.
OPGAVE 4 ( 17 punt )
Een pacemaker is een apparaatje om het menselijk hart te ondersteunen. Bij afwijkende hartritme geeft de pacemaker stroomstootjes af en trekt het hart weer samen in het juiste ritme.
Het is belangrijk dat een pacemaker gedurende lange tijd van stroom wordt voorzien. Dat gebeurt door middel van een speciale batterij. Deze pacemaker-batterij bestaat uit twee compartimenten, welke gescheiden is door een laagje vaste stof, dat als elektrolyt dient. Het omhulsel van de batterij is van vernikkeld staal.
In het bovenste compartiment van de batterij zit een lithiumstaaf gedompeld in een isolatie materiaal. In het onderste compartiment is vast zilverchromaat (Ag2CrO4) aanwezig.
a. Geef een schematische weergave van de pacemaker-batterij. Benoem hierbij alle onderdelen. Als de batterij stroom levert, worden de elektronen door lithium uit het bovenste compartiment aangeleverd.In het onderste compartiment reageert zilverchromaat, waarbij alleen de lading van de zilverdeeltjes veranderen.
b. Geef de halfreacties die bij elk van de compartimenten optreden.
c. Leg uit welke compartiment de negatieve en welke de positieve elektrode van deze batterij is. Deze batterijen zijn voorzien van een vast elektrolyt. Een elektrolyt die vloeibaar is of opgelost is in water is niet bruikbaar. De aanwezigheid van water leidt namelijk tot een ongewenste reactie met lithium.
d. Geef met behulp van halfreacties de somvergelijking van deze reactie. e. Leg uit welk gevaar hierbij kan optreden.
-EINDE- 10 10 score cijfer
