AUTEURS 5 Aonne Kerkstranova-scheikunde.prd.vo.malmberg.nl/uploads/asset/document/71595/Nova... ·...

scheikunde

havo

Uitwerkingen

scheikunde

5 AUTEURS

Aonne Kerkstra Tessa LodewijksToon de Valk

EINDREDACTIE

Aonne Kerkstra

ISBN 978 90 345 7991 1

546525

SCH

EIKU

ND

E UIT

WER

KIN

GEN

5

HA

VO

SCHEIKUNDE

5 HAVOUITWERKINGEN

Auteurs

Aonne Kerkstra

Tessa Lodewijks

Toon de Valk

Eindredactie

Aonne Kerkstra

Eerste editie

Malmberg ’s-Hertogenbosch

www.nova-malmberg.nl

2

Inhoud

7 Zuren en basen 3

PraktijkChemie in het aquarium 3Fosfor voor cola en kunstmest 4

Theorie1 Zure, basische en neutrale oplossingen 52 Zuren en zure oplossingen 63 pH-berekening van zure oplossingen 64 Basen en basische oplossingen 85 pH-berekening van basische oplossingen 86 Zuur-basereacties 97 Zuren en basen in het milieu 108 Gehaltebepaling met een zuur-basereactie 11

8 Redoxreacties 13

PraktijkAluminium recyclen 13Batterijen voor je smartphone 14

Theorie1 Reacties met elektronenoverdracht 152 Redoxreacties 163 Energie uit redoxreacties 184 Bescherming van metalen 205 Gehaltebepaling met een redoxreactie 21

9 Polymeren 23

PraktijkKevlar® 23De 3D-printer 24

Theorie1 Kunststoffen 242 Polyalkenen en rubber 253 Esters 264 Polyesters en polyamiden 275 Kunststof verwerken 276 Bioplastics 287 Bijzondere polymeren 298 Kunststoffen hergebruiken 309 Technisch ontwerpen 31

10 Chemie van het leven 32

PraktijkVoedseltransport in het lichaam 32Suiker als energieboost 33

Theorie1 Voeding 342 Vetten en oliën 353 Koolhydraten 364 Eiwitten 375 Giftige stoffen 38

11 Groenere industrie 39

PraktijkMedicijnen uit planten 39Microreactoren 40

Theorie1 Productieprocessen 422 Van grondstof tot product 433 Kosten 444 Groene productieprocessen 455 Biobrandstoffen 47

2

Inhoud

7 Zuren en basen 3

PraktijkChemie in het aquarium 3Fosfor voor cola en kunstmest 4

Theorie1 Zure, basische en neutrale oplossingen 52 Zuren en zure oplossingen 63 pH-berekening van zure oplossingen 64 Basen en basische oplossingen 85 pH-berekening van basische oplossingen 86 Zuur-basereacties 97 Zuren en basen in het milieu 108 Gehaltebepaling met een zuur-basereactie 11

8 Redoxreacties 13

PraktijkAluminium recyclen 13Batterijen voor je smartphone 14

Theorie1 Reacties met elektronenoverdracht 152 Redoxreacties 163 Energie uit redoxreacties 184 Bescherming van metalen 205 Gehaltebepaling met een redoxreactie 21

9 Polymeren 23

PraktijkKevlar® 23De 3D-printer 24

Theorie1 Kunststoffen 242 Polyalkenen en rubber 253 Esters 264 Polyesters en polyamiden 275 Kunststof verwerken 276 Bioplastics 287 Bijzondere polymeren 298 Kunststoffen hergebruiken 309 Technisch ontwerpen 31

10 Chemie van het leven 32

PraktijkVoedseltransport in het lichaam 32Suiker als energieboost 33

Theorie1 Voeding 342 Vetten en oliën 353 Koolhydraten 364 Eiwitten 375 Giftige stoffen 38

11 Groenere industrie 39

PraktijkMedicijnen uit planten 39Microreactoren 40

Theorie1 Productieprocessen 422 Van grondstof tot product 433 Kosten 444 Groene productieprocessen 455 Biobrandstoffen 47

Uitwerkingen Hoofdstuk 7

3

7 Zuren en basen

Praktijk Chemie in het aquarium

vragen

1 de uitwerpselen van de vissen

2 a ammoniak, nitraationen en nitrietionenb De vissen produceren zelf ook stikstof.c Ammoniak wordt omgezet in nitriet en nitriet daarna in nitraat.

3 a 2 N H 3 (aq) + 3 O 2 (aq) → 2 HN O 2 (aq) + 2 H 2 O(l)b 2 HN O 2 (aq) + O 2 (aq) → 2 H + (aq) + 2 N O 3

− (aq)c Er ontstaan H+(aq)-ionen waardoor de pH daalt.

4 a de combinatie van HCO3− en CO2

b Hoeveel de zuur-basecombinatie kan opvangen zonder dat de pH-waarde sterk verandert.c Als extra zuur ontstaat, wordt dat weggenomen door de reactie met de base HCO3

−. Als extra base ontstaat, wordt die weggenomen door de reactie met opgelost CO2 (zuur).

5 Bij een hogere temperatuur lost er minder zuurstof op en kunnen de vissen minder zuurstof uit het water opnemen.

6 a met behulp van een refractometerb Hoe meer zout er opgelost is, des te sterker worden de lichtstralen in een refractometer afgebogen.c 35 promille betekent 35 g per kg zeewater. De dichtheid van zeewater is 1,024·103 kg m−3, dus 200 m3 zeewater heeft een massa van 205 kg. Dan is nodig: 35 × 205 = 7,2·103 kg zout.

toepassing

7 a 6 C O 2 (g) + 6 H 2 O(l) → C 6 H 12 O 6 (aq) + 6 O 2 (g)b Onder I wordt CO2 omgezet en onder II wordt het weer gevormd. Voor de omzetting van CO2 is (kennelijk) (zon)licht nodig; de vorming van CO2 kan (kennelijk) in het donker plaatsvinden.

c massapercentage N in NH4+ is:

14,01 _____ 18,04 × 100% = 77,65%

d N H 4 + + 2 O 2 → 2 H + + N O 3

− + H 2 Oe Er ontstaan extra H+-ionen en bovendien ontstaat er een sterk zure oplossing uit een zwak zuur.f Als de pH stijgt, wordt de oplossing minder zuur/basischer; er verdwijnt H+ door de reactie met OH−. Als uit NH4

+ de H+ verdwijnt, hou je NH3 over.

g 5,1 g per 100 mL, ofwel 51 g per L = 51 _____ 98,08 = 0,52 mol H2SO4 per L. Dit levert:

2 × 0,52 = 1,04 mol H+ per L. Per 15 mL is dat: 0,015 × 1,04 = 0,016 mol H+.h HCO3

− is een base die met H+ reageert. Om de pH te laten dalen, heb je dus meer H+ nodig, meer ‘pH-minus’.


4

Praktijk Fosfor voor cola en kunstmest

vragen

1 a 600 miljoen consumpties per dag is 600 × 365 miljoen consumpties per jaar. Totaal aantal L is dan: 600 × 365 × 0,200·106 = 4,38·1010 L. Dit bevat: 4,38·1010 × 52 = 2,28·1012 mg = 2,27·103 ton fosforzuur.b Naast Coca-Cola is er ook nog Pepsi Cola en de huismerken die ook allemaal fosforzuur bevatten.

2 a 4 P(s) + 5 O 2 (g) → 2 P 2 O 5 (s)b P 2 O 5 (s) + 3 H 2 O(l) → 2 H 3 P O 4 (s)

3

4 a Zij zeggen dat er in de bodem van landbouwgronden nog vaak een fl inke voorraad fosfaat is achter-gebleven van vorige giften.b De lijn met toegediende hoeveelheid fosfaat ligt veel hoger dan de lijn met opgenomen hoeveelheid fosfaat.c Fosfaationen vormen samen met metaalionen vaak een slecht oplosbaar zout.

5 a 17 miljoen ton P = 17·1012 g = 17·1 0 12 ______ 30,97 = 5,5·1011 mol P, dan ook: 5,5·1011 mol PO43− =

5,5·1011 × 94,97 = 5,2·1013 g fosfaat.b Fosfaaterts bevat naast fosfaat nog veel meer van andere stoffen/elementen.

6 a ammoniummagnesiumfosfaat: NH4MgPO4

b N H 4 + (aq) + M g 2+ (aq) + P O 4

3− (aq) → N H 4 MgP O 4 (s)c Ca3(PO4)2


4

Praktijk Fosfor voor cola en kunstmest

vragen

1 a 600 miljoen consumpties per dag is 600 × 365 miljoen consumpties per jaar. Totaal aantal L is dan: 600 × 365 × 0,200·106 = 4,38·1010 L. Dit bevat: 4,38·1010 × 52 = 2,28·1012 mg = 2,27·103 ton fosforzuur.b Naast Coca-Cola is er ook nog Pepsi Cola en de huismerken die ook allemaal fosforzuur bevatten.

2 a 4 P(s) + 5 O 2 (g) → 2 P 2 O 5 (s)b P 2 O 5 (s) + 3 H 2 O(l) → 2 H 3 P O 4 (s)

3

4 a Zij zeggen dat er in de bodem van landbouwgronden nog vaak een fl inke voorraad fosfaat is achter-gebleven van vorige giften.b De lijn met toegediende hoeveelheid fosfaat ligt veel hoger dan de lijn met opgenomen hoeveelheid fosfaat.c Fosfaationen vormen samen met metaalionen vaak een slecht oplosbaar zout.

5 a 17 miljoen ton P = 17·1012 g = 17·1 0 12 ______ 30,97 = 5,5·1011 mol P, dan ook: 5,5·1011 mol PO43− =

5,5·1011 × 94,97 = 5,2·1013 g fosfaat.b Fosfaaterts bevat naast fosfaat nog veel meer van andere stoffen/elementen.

6 a ammoniummagnesiumfosfaat: NH4MgPO4

b N H 4 + (aq) + M g 2+ (aq) + P O 4

3− (aq) → N H 4 MgP O 4 (s)c Ca3(PO4)2


5

toepassing

7 a en b: Bespreek je resultaten met je docent.

8 a Stop een teststrip in de urine. Vergelijk de kleur die de teststrip krijgt met de pH-kleurenkaart en lees af welke pH de urine heeft.b Urease is een enzym dat de afbraak van ureum moet versnellen: in de reactievergelijking zie je geen urease staan dus wordt het niet verbruikt.c N H 3 (aq) + H 2 O(l) ⇄ N H 4

+ (aq) + O H − (aq)d Een juiste berekening leidt tot de uitkomst 0,6 (g). − Berekening van het aantal mol fosfaationen in 100 mL urine: 0,4 (g) delen door de massa van een

mol fosfaationen (94,97 g), dus: 0,4

_____ 94,97 = 4·10−3 mol.

− Berekening van het aantal mol magnesiumionen in 100 mL urine: 0,02 (g) delen door de massa van

een mol magnesiumionen (24,31 g), dus: 0,02

_____ 24,31 = 8·10−4 mol.

− Berekening van het aantal gram magnesiumchloride dat aan 100 mL urine moet worden toegevoegd: het verschil van het aantal mol fosfaationen in 100 mL urine en het aantal mol magnesiumionen in 100 mL urine vermenigvuldigen met de massa van een mol magnesiumchloride (95,22 g), dus: 4·10−3 − 8·10−4 = 3·10−3 mol = 3·10−3 × 95,22 = 0,3 g.

− Omrekening naar 200 mL: delen door 100 en vermenigvuldigen met 200, dus: 0,3 × 200 ____ 100 = 0,6 g.

9 Bespreek je resultaten met je docent.

Theorie

1 Zure, basische en neutrale oplossingen

1 a Zure oplossingen smaken zuur, hebben een pH lager dan 7, kleuren broomthymolblauw geel en geleiden de stroom.b Azijn kun je aan voedsel toevoegen, zoutzuur niet.

2 a Basische oplossingen voelen zeepachtig aan, geleiden de stroom, hebben een pH hoger dan 7 en kleuren broomthymolblauw blauw en fenolftaleïen paarsrood.b O2−, OH−, CO3

2−, HCO3−

c ammoniak: NH3

3 a juistb juistc juistd onjuiste juistf juist

4 a In dat gebied slaat de kleur van de indicator om; de indicator heeft dan de mengkleur.b pH 3: geel; pH 8: blauwc groen: mengkleur van geel en blauwd Het omslaan van de kleur is een waarneming, dus een gebeurtenis op macroniveau.


6

5 a kresolrood en thymolblauwb

c Als kresolrood oranje kleurt, kan het een pH tussen 0,4 en 1,8 zijn, maar ook tussen 7,2 en 8,8.

6 a Methyloranje kleurt rood bij een pH lager dan 3,2 en thymolblauw kleurt geel bij een pH hoger dan 2,8. Conclusie: de pH zal ongeveer 3 zijn.b Thymolblauw: die kleurt dan met de mengkleur van geel en blauw, dus groen.c Een mengsel van indicatoren dat over het hele pH-gebied steeds een andere kleur geeft.

2 Zuren en zure oplossingen

7 a Een proton is een kerndeeltje met een lading van 1+. Een H-atoom heeft één proton en één elektron. Een H+-ion heeft alleen nog maar een kern met één proton.b HCl(g) → H + (aq) + C l − (aq)c HCl staat een H+ af.d Het afstaan van een proton is een beschrijving op deeltjesniveau, dus op microniveau.

8 a Zwavelzuur kan per molecuul twee H+ afstaan.b H 2 S O 4 (l) → 2 H + (aq) + S O 4

2− (aq)

9 a Een sterk zuur ioniseert na oplossen 100%, een zwak zuur ioniseert slechts gedeeltelijk.b In de azijnzuuroplossing, want azijnzuur is slechts gedeeltelijk in ionen gesplitst.c salpeterzuuroplossing: H+(aq) + NO3

−(aq); azijnzuuroplossing: CH3COOH(aq)

10 a Ze staan gerangschikt op zuursterkte.b Boven H3O

+ staan de sterke zuren, tussen H3O+ en H2O staan de zwakke zuren en onder H2O de zuren

die nog zwakker zijn dan H2O.c Deze deeltjes zijn nog zwakkere zuren dan water. En we beschouwen water zelf als een neutraal deeltje dat geen zure eigenschappen bezit.

11 a HN O 2 (aq) ⇄ H + (aq) + N O 2 − (aq)

b Salpeterigzuurmoleculen gaan tussen de watermoleculen zitten bij oplossen maar splitsen daarna slechts gedeeltelijk in ionen.c Als je 1 mol HNO2 oplost, krijg je slechts 0,05 mol H+-ionen. Er is slechts 0,05 mol HCl nodig om tot eenzelfde hoeveelheid H+-ionen te komen. De verhouding HNO2 : HCl is dus: 1 : 0,05 = 20 : 1.

+12 a Evenwicht A is een heterogeen evenwicht, omdat niet alles in dezelfde fase is. Evenwicht B is een homogeen evenwicht, omdat alles in dezelfde fase (opgelost) is.

b C 6 H 3 N 3 O 7 (s) → C 6 H 3 N 3 O 7 (g)c 2 C 6 H 3 N 3 O 7 (s) → C O 2 (g) + 11 CO(g) + H 2 O(l) + 2 H 2 (g) + 3 N 2 (g)

3 pH-berekening van zure oplossingen

13 a juistb juistc onjuistd onjuiste juistf juist


6

5 a kresolrood en thymolblauwb

c Als kresolrood oranje kleurt, kan het een pH tussen 0,4 en 1,8 zijn, maar ook tussen 7,2 en 8,8.

6 a Methyloranje kleurt rood bij een pH lager dan 3,2 en thymolblauw kleurt geel bij een pH hoger dan 2,8. Conclusie: de pH zal ongeveer 3 zijn.b Thymolblauw: die kleurt dan met de mengkleur van geel en blauw, dus groen.c Een mengsel van indicatoren dat over het hele pH-gebied steeds een andere kleur geeft.

2 Zuren en zure oplossingen

7 a Een proton is een kerndeeltje met een lading van 1+. Een H-atoom heeft één proton en één elektron. Een H+-ion heeft alleen nog maar een kern met één proton.b HCl(g) → H + (aq) + C l − (aq)c HCl staat een H+ af.d Het afstaan van een proton is een beschrijving op deeltjesniveau, dus op microniveau.

8 a Zwavelzuur kan per molecuul twee H+ afstaan.b H 2 S O 4 (l) → 2 H + (aq) + S O 4

2− (aq)

9 a Een sterk zuur ioniseert na oplossen 100%, een zwak zuur ioniseert slechts gedeeltelijk.b In de azijnzuuroplossing, want azijnzuur is slechts gedeeltelijk in ionen gesplitst.c salpeterzuuroplossing: H+(aq) + NO3

−(aq); azijnzuuroplossing: CH3COOH(aq)

10 a Ze staan gerangschikt op zuursterkte.b Boven H3O

+ staan de sterke zuren, tussen H3O+ en H2O staan de zwakke zuren en onder H2O de zuren

die nog zwakker zijn dan H2O.c Deze deeltjes zijn nog zwakkere zuren dan water. En we beschouwen water zelf als een neutraal deeltje dat geen zure eigenschappen bezit.

11 a HN O 2 (aq) ⇄ H + (aq) + N O 2 − (aq)

b Salpeterigzuurmoleculen gaan tussen de watermoleculen zitten bij oplossen maar splitsen daarna slechts gedeeltelijk in ionen.c Als je 1 mol HNO2 oplost, krijg je slechts 0,05 mol H+-ionen. Er is slechts 0,05 mol HCl nodig om tot eenzelfde hoeveelheid H+-ionen te komen. De verhouding HNO2 : HCl is dus: 1 : 0,05 = 20 : 1.

+12 a Evenwicht A is een heterogeen evenwicht, omdat niet alles in dezelfde fase is. Evenwicht B is een homogeen evenwicht, omdat alles in dezelfde fase (opgelost) is.

b C 6 H 3 N 3 O 7 (s) → C 6 H 3 N 3 O 7 (g)c 2 C 6 H 3 N 3 O 7 (s) → C O 2 (g) + 11 CO(g) + H 2 O(l) + 2 H 2 (g) + 3 N 2 (g)

3 pH-berekening van zure oplossingen

13 a juistb juistc onjuistd onjuiste juistf juist


7

14 a 0,20 M HCl-oplossing: [H+] = 0,20 M, dus: pH = −log 0,20 = 0,70

b 20,0 g = 20,0

_____ 98,08 = 0,20 mol H2SO4

Dit levert: 0,40 mol H+ in 200 mL oplossing, dus: [H+] = 0,40

_____ 0,200 = 2,0 M.

pH = −log 2,0 = −0,31

c

[H+] = 7,9·10−3 mol L−1, dus: pH = −log 7,9·10−3 = 2,10

+15 a pH = 2,80, dus: [H+] = 10−2,80 = 1,6·10−3 mol L−1

Dan is de molariteit van de salpeterzuuroplossing ook 1,6·10−3 mol L−1.b pH = 1,40, dus: [H+] = 10−1,40 = 4,0·10−2 mol L−1

Dan is de molariteit van zoutzuur ook 4,0·10−2 mol L−1.c pH = 3,13, dus: [H+] = 10−3,13 = 7,4·10−4 mol L−1. Stel de molariteit van de azijnzuuroplossing is x mol L−1.

C H 3 COOH(aq) ⇄ H + (aq) + C H 3 CO O − (aq)

begin x mol L−1

omgezet 2,4% −7,4·10−4 mol L−1 +7,4·10−4 mol L−1 +7,4·10−4 mol L−1

evenwicht (x − 7,4·10−4) mol L−1 7,4·10−4 mol L−1 7,4·10−4 mol L−1

Dan is de molariteit van de azijnzuuroplossing: 100 ____ 2,4 × 7,4·10−4 = 3,1·10−2 mol L−1.

Per liter is dan 3,1·10−2 × 60,05 = 1,9 g azijnzuur opgelost.

+16 a Zoutzuur: 0,10 M. Zoutzuur is een eenwaardig sterk zuur, dus: [H+] = 0,10 M en pH = −log [H+] = −log 0,10 = 1,00

Salpeterzuuroplossing: 0,20 M. Salpeterzuur is een eenwaardig sterk zuur, dus: [H+] = 0,20 M en pH = −log [H+] = −log 0,20 = 0,70b tussen pH 0,70 en pH 1,00 inc 100 mL 0,10 M HCl-oplossing bevat 100 × 0,10 = 10 mmol HCl en dus ook 10 mmol H+(aq). 200 mL 0,20 M salpeterzuuroplossing bevat 200 × 0,20 = 40 mmol HNO3 en dus ook 40 mmol H+(aq). Beide zuren zijn namelijk sterke zuren. Totaal: 10 + 40 = 50 mmol H+ in 300 mL water.

[H+] = 50 ____ 300 = 0,17 mol L−1, pH = −log [H+] = −log 0,17 = 0,78

17 a Salpeterzuuroplossing: 0,40 M. Salpeterzuur is een eenwaardig sterk zuur, dus: [H+] = 0,40 M en pH = −log [H+] = −log 0,40 = 0,40b 100 mL salpeterzuuroplossing bevat 100 × 0,40 = 40 mmol H+(aq). Hieraan wordt 400 mL water

toegevoegd, dus er is dan 40 mmol H+(aq) in 500 mL oplossing. De nieuwe [H+] = 40 ____ 500 = 0,080 M.

pH = −log 0,080 = 1,10c jad maximaal pH 7

+18 a 1,4 g per 100 mL, dus 14 g per L. 14 g = 14 ______ 229,11 = 0,061 mol L−1

b 89% is geïoniseerd, dus: [H+] = 0,89 × 0,061 = 0,054 mol L−1; pH = −log 0,054 = 1,26

+19 a bij het koken: extractie; bij het zeven: fi ltratieb 0,20 M zoutzuur, dus: [H+] = 0,20 M; pH = −log 0,20 = 0,70c Azijnzuur is een zwak zuur, dus zal [H+] veel lager zijn dan bij proef A en zal het rodekoolsap een andere kleur geven.

HF(aq) ⇄ H + (aq) + F − (aq)

begin 0,10 mol L−1


evenwicht 0,09 mol L−1 7,9·10−3 mol L−1 7,9·10−3 mol L−1


8

4 Basen en basische oplossingen

20 a OH−, O2−, CO32−, HCO3

−

b Sterke basen worden in water volledig omgezet in OH−-ionen, zwakke basen slechts gedeeltelijk.

21 a In de kolom van de basen staan de sterke basen onderaan, vanaf OH− naar beneden. De zwakke basen staan tussen OH− en H2O in. Hoe verder je naar boven gaat, des te zwakker de base wordt.b alle deeltjes in de kolom van de basen boven H2O

+22 a Een base kan een proton (H+) binden.b BaO(s) + H 2 O(l) → B a 2+ (aq) + 2 O H − (aq)c O2− in bariumoxided NaCN(s) oplossen

_ ____ → N a + (aq) + C N − (aq)

C N − (aq) + H 2 O(l) ⇄ O H − (aq) + HCN(aq)e Bij het oplossen van NaCN wordt de ionbinding verbroken en de ontstane ionen worden gehydra-teerd (omgeven door watermoleculen).

+23 a Van boven naar beneden neemt de zuursterkte af en neemt de basesterkte toe.b een verschil van 1 H+

c Vergelijk de zuurconstante met de baseconstante. De grootste waarde bepaalt of het een zure of basische oplossing wordt. De Kz = 4,7·10−11, de Kb = 2,2·10−8; Kb > Kz, dus zal het een basische oplossing zijn.

5 pH-berekening van basische oplossingen

24 a De pH is dan groter dan 7.b De zuurgraad, pH, zal gaan dalen.c pH 7

25 a pOH = −log [OH−] en [OH−] = 10−pOH

b pH + pOH = 14,00

26 a pOH = −log [OH−] = −log 0,20 = 0,70; pH = 14,00 − pOH = 14,00 − 0,70 = 13,30

b 2,00 g BaO = 2,00

_____ 153,3 = 0,013 mol BaO

Reactie: BaO(s) + H 2 O(l) → B a 2+ (aq) + 2 O H − (aq)

Dus 0,013 mol BaO levert 2 × 0,013 = 0,026 mol OH−

Deze hoeveelheid zit in 400 mL oplossing. Dus: [OH−] = 0,026

_____ 0,400 = 0,065 mol L−1.

pOH = −log 0,065 = 1,19; pH = 14,00 − pOH = 14,00 − 1,19 = 12,81

27 a pH = 12,40 dan pOH = 14,00 − 12,40 = 1,60. [OH−] = 10−1,60 = 0,025 = 2,5·10−2 mol L−1

b pH = 13,00 dan pOH = 14,00 − 13,00 = 1,00. Dus: [OH−] = 0,10 mol L−1

Oplossen van calciumhydroxide: Ca(OH ) 2 (s) → C a 2+ (aq) + 2 O H − (aq)

Dus er is 0,050 mol Ca(OH)2 opgelost per liter. Per 250 mL dan 0,050

_____ 4 = 0,0125 mol. Omgerekend in

gram: 0,0125 × 74,09 = 0,93 g.

+28 a pH = 12,80 dus: pOH = 14,00 − 12,80 = 1,20, dan [OH−] = 10−1,20 = 0,063 mol L−1. In 100 mL: 0,0063 mol OH−.

Hieraan wordt 1900 mL water toegevoegd, dus: [OH−] = 0,0063

______ 2,0 = 0,0032 mol L−1.

pOH = −log 0,0032 = 2,50; pH = 14,00 − 2,50 = 11,50b pH = 13,00 dus: pOH = 1,00 en [OH−] = 0,10 mol L−1. In 100 mL: 0,010 mol OH−.

pH = 11,00 dus: pOH = 3,00 en [OH−] = 0,0010 mol L−1. In 900 mL: 0,000 90 mol OH−. Samen in 1 L: 0,010 + 0,000 90 = 0,0109 mol OH−. pOH = −log 0,0109 = 1,96 en pH = 12,04


8

4 Basen en basische oplossingen

20 a OH−, O2−, CO32−, HCO3

−

b Sterke basen worden in water volledig omgezet in OH−-ionen, zwakke basen slechts gedeeltelijk.

21 a In de kolom van de basen staan de sterke basen onderaan, vanaf OH− naar beneden. De zwakke basen staan tussen OH− en H2O in. Hoe verder je naar boven gaat, des te zwakker de base wordt.b alle deeltjes in de kolom van de basen boven H2O

+22 a Een base kan een proton (H+) binden.b BaO(s) + H 2 O(l) → B a 2+ (aq) + 2 O H − (aq)c O2− in bariumoxided NaCN(s) oplossen

_ ____ → N a + (aq) + C N − (aq)

C N − (aq) + H 2 O(l) ⇄ O H − (aq) + HCN(aq)e Bij het oplossen van NaCN wordt de ionbinding verbroken en de ontstane ionen worden gehydra-teerd (omgeven door watermoleculen).

+23 a Van boven naar beneden neemt de zuursterkte af en neemt de basesterkte toe.b een verschil van 1 H+

c Vergelijk de zuurconstante met de baseconstante. De grootste waarde bepaalt of het een zure of basische oplossing wordt. De Kz = 4,7·10−11, de Kb = 2,2·10−8; Kb > Kz, dus zal het een basische oplossing zijn.

5 pH-berekening van basische oplossingen

24 a De pH is dan groter dan 7.b De zuurgraad, pH, zal gaan dalen.c pH 7

25 a pOH = −log [OH−] en [OH−] = 10−pOH

b pH + pOH = 14,00

26 a pOH = −log [OH−] = −log 0,20 = 0,70; pH = 14,00 − pOH = 14,00 − 0,70 = 13,30

b 2,00 g BaO = 2,00

_____ 153,3 = 0,013 mol BaO

Reactie: BaO(s) + H 2 O(l) → B a 2+ (aq) + 2 O H − (aq)

Dus 0,013 mol BaO levert 2 × 0,013 = 0,026 mol OH−

Deze hoeveelheid zit in 400 mL oplossing. Dus: [OH−] = 0,026

_____ 0,400 = 0,065 mol L−1.

pOH = −log 0,065 = 1,19; pH = 14,00 − pOH = 14,00 − 1,19 = 12,81

27 a pH = 12,40 dan pOH = 14,00 − 12,40 = 1,60. [OH−] = 10−1,60 = 0,025 = 2,5·10−2 mol L−1

b pH = 13,00 dan pOH = 14,00 − 13,00 = 1,00. Dus: [OH−] = 0,10 mol L−1

Oplossen van calciumhydroxide: Ca(OH ) 2 (s) → C a 2+ (aq) + 2 O H − (aq)

Dus er is 0,050 mol Ca(OH)2 opgelost per liter. Per 250 mL dan 0,050

_____ 4 = 0,0125 mol. Omgerekend in

gram: 0,0125 × 74,09 = 0,93 g.

+28 a pH = 12,80 dus: pOH = 14,00 − 12,80 = 1,20, dan [OH−] = 10−1,20 = 0,063 mol L−1. In 100 mL: 0,0063 mol OH−.

Hieraan wordt 1900 mL water toegevoegd, dus: [OH−] = 0,0063

______ 2,0 = 0,0032 mol L−1.

pOH = −log 0,0032 = 2,50; pH = 14,00 − 2,50 = 11,50b pH = 13,00 dus: pOH = 1,00 en [OH−] = 0,10 mol L−1. In 100 mL: 0,010 mol OH−.

pH = 11,00 dus: pOH = 3,00 en [OH−] = 0,0010 mol L−1. In 900 mL: 0,000 90 mol OH−. Samen in 1 L: 0,010 + 0,000 90 = 0,0109 mol OH−. pOH = −log 0,0109 = 1,96 en pH = 12,04


9

+29 a NaHC O 3 (s) → N a + (aq) + HC O 3 − (aq)

b 5,00 g NaHCO3 = 5,00

______ 84,007 = 5,95·10−2 mol in 500 mL, dus: 1,19·10−1 mol L−1

HC O 3 − (aq) ⇄ O H − + C O 2 (aq) (links en rechts valt H2O weg)

begin 1,19·10−1 mol L−1


evenwicht (1,19·10−1 − 2,86·10−3) mol L−1 2,86·10−3 mol L−1 2,86·10−3 mol L−1

2,4% is omgezet in OH−. Dus: [OH−] = 2,86·10−3 mol L−1 en pOH = −log [OH−] = 2,54; pH = 14,00 − 2,54 = 11,46

+30 a Ba(OH ) 2 (s) → B a 2+ (aq) + 2 O H − (aq)b De kleur verandert van groen naar blauw, omdat de oplossing steeds minder basisch wordt.

6 Zuur-basereacties

31 a overdracht van H+ (protonen)b Als minimaal een van de twee sterk is, dus minimaal een sterke base of een sterk zuur.

32 a Stap 1: Inventarisatie van alle deeltjes die aanwezig zijn. Kaliloog is een kaliumhydroxide-oplossing en bevat K+(aq) en OH−(aq). Zoutzuur is een oplossing van het sterke zuur HCl in water en bevat H+(aq) en Cl−(aq). Stap 2: Ga met behulp van Binas tabel 49 na welk deeltje het zuur is en welk deeltje de base is. zuur: H+(aq) base: OH−(aq) Stap 3: Ga na of het zuur en de base met elkaar kunnen reageren; dit is het geval als in Binas tabel 49

zuur boven de base staat. De reactie verloopt, want het zuur staat ver boven de base.

Stap 4: Geef de zuur-basereactie. H + (aq) + O H − (aq) → H 2 O(l)

b Stap 1: Inventarisatie van alle deeltjes die aanwezig zijn.IJzer(III)oxide bevat O2−, een sterke base die 2 H+ kan binden.Verdund zwavelzuur is een sterk zure oplossing en bevat H+(aq) en SO4

2−(aq).Stap 2: Ga met behulp van Binas tabel 49 na welk deeltje het zuur is en welk deeltje de base is.zuur: H+(aq)base: O2− in Fe2O3(s)Stap 3: Ga na of het zuur en de base met elkaar kunnen reageren; dit is het geval als in Binas tabel 49 zuur boven de base staat.De reactie verloopt, want het zuur staat ver boven de base.Stap 4: Geef de zuur-basereactie.F e 2 O 3 (s) + 6 H + (aq) → 3 H 2 O(l) + 2 F e 3+ (aq)c Stap 1: Inventarisatie van alle deeltjes die aanwezig zijn.Calciumcarbonaat bevat CO3

2−, een base die 2 H+ kan binden.Verdund salpeterzuur is een sterk zure oplossing en bevat H+(aq) en NO3

−(aq).Stap 2: Ga met behulp van Binas tabel 49 na welk deeltje het zuur is en welk deeltje de base is.zuur: H+(aq)base: CO3

2− in CaCO3(s)Stap 3: Ga na of het zuur en de base met elkaar kunnen reageren; dit is het geval als in Binas tabel 49 zuur boven de base staat.De reactie verloopt, want het zuur staat boven de base.Stap 4: Geef de zuur-basereactie.CaC O 3 (s) + 2 H + (aq) → H 2 O(l) + C O 2 (g) + C a 2+ (aq)


10

d Stap 1: Inventarisatie van alle deeltjes die aanwezig zijn.Na2O(s) en H2O(l)Stap 2: Ga met behulp van Binas tabel 49 na welk deeltje het zuur is en welk deeltje de base is.zuur: H2O(l)base: Na2O(s)Stap 3: Ga na of het zuur en de base met elkaar kunnen reageren; dit is het geval als in Binas tabel 49 zuur boven de base staat.De reactie verloopt, want het zuur staat net boven de base.Stap 4: Geef de zuur-basereactie.N a 2 O(s) + H 2 O(l) → 2 N a + (aq) + 2 O H − (aq)

33 a Kalkwater is een oplossing van calciumhydroxide: Ca2+(aq) + 2 OH−(aq).b CaO(s) + H 2 O(l) → C a 2+ (aq) + 2 O H − (aq)c Ja, want er is overdracht van protonen: het oxide-ion neemt een H+ op van water.d Het is een beschrijving op deeltjesniveau, dus op microniveau.

34 a HCl(g) + N H 3 (g) → N H 4 Cl(s)b HCl staat een H+ af aan NH3, dus is het een zuur-basereactie.c HCl-moleculen staan een H+ af die door NH3-moleculen worden opgenomen. Daarbij ontstaan NH4

+- en Cl−-ionen die samengaan tot NH4Cl-deeltjes.

+35 a Ba(OH ) 2 (s) + 2 N H 4 Cl(s) → BaC l 2 (s) + 2 H 2 O(l) + 2 N H 3 (g)b Ammoniumionen staan een H+ af aan hydroxide-ionen.

+36 a Koolzuur, CO2 + H2O, is het zure deeltje, dat staat een H+ af, terwijl CO32− als basisch deeltje een H+

opneemt.b C a 2+ (aq) + 2 HC O 3

− (aq) → CaC O 3 (s) + C O 2 (g) + H 2 O(l)c Ja, want een van de HCO3

−-deeltjes neemt een H+ op van het andere HCO3−-deeltje.

+37 a Opgelost koolstofdioxide (koolzuur) is een zwak zure oplossing.b De toename van CO2 wordt vooral veroorzaakt door de industriële revolutie en de toename van het verkeer door het gebruik van fossiele brandstoffen.c CaC O 3 (s) + C O 2 (aq) + H 2 O(l) → C a 2+ (aq) + 2 HC O 3

− (aq)d Bij het opwarmen gaat de reactie zich anders instellen. Bij opwarmen krijgt de endotherme reactie de overhand, dus de reactie naar rechts is endotherm, want er lost daardoor meer calciumcarbonaat op.

7 Zuren en basen in het milieu

38 a stikstofoxiden, ammoniak en zwaveldioxideb stikstofoxiden: verkeer en industrie; ammoniak: intensieve veehouderij; zwaveldioxide: bij verbranding van stookolie door schepen en industrie

39 a Goede nieuws: de uitstoot van verzurende stoffen door de landbouw is afgenomen. Slechte nieuws: de verzuring gaat nog steeds door.

b Ammoniak is een base.c Ammoniakmoleculen bevatten NH-groepen die met watermoleculen H-bruggen kunnen vormen.d N H 3 (aq) + 2 O 2 (g) → H + (aq) + N O 3

− (aq) + H 2 O(l)

40 a fossiele brandstoffenb In de verbrandingsovens en in motoren is de temperatuur zo hoog dat stikstof en zuurstof gedeel-telijk met elkaar reageren tot stikstofoxiden.c N 2 (g) + 2 O 2 (g) → 2 N O 2 (g) of N 2 (g) + 2 O 2 (g) ⇄ 2 N O 2 (g)d 2 N H 3 (g) + H 2 O(l) + S O 2 (g) → (N H 4 ) 2 S O 3 (s)e Alle ammoniumzouten zijn goed oplosbaar in water.f N H 4

+ (aq) + 2 O 2 (g) → 2 H + (aq) + N O 3 − (aq) + H 2 O(l)


10

d Stap 1: Inventarisatie van alle deeltjes die aanwezig zijn.Na2O(s) en H2O(l)Stap 2: Ga met behulp van Binas tabel 49 na welk deeltje het zuur is en welk deeltje de base is.zuur: H2O(l)base: Na2O(s)Stap 3: Ga na of het zuur en de base met elkaar kunnen reageren; dit is het geval als in Binas tabel 49 zuur boven de base staat.De reactie verloopt, want het zuur staat net boven de base.Stap 4: Geef de zuur-basereactie.N a 2 O(s) + H 2 O(l) → 2 N a + (aq) + 2 O H − (aq)

33 a Kalkwater is een oplossing van calciumhydroxide: Ca2+(aq) + 2 OH−(aq).b CaO(s) + H 2 O(l) → C a 2+ (aq) + 2 O H − (aq)c Ja, want er is overdracht van protonen: het oxide-ion neemt een H+ op van water.d Het is een beschrijving op deeltjesniveau, dus op microniveau.

34 a HCl(g) + N H 3 (g) → N H 4 Cl(s)b HCl staat een H+ af aan NH3, dus is het een zuur-basereactie.c HCl-moleculen staan een H+ af die door NH3-moleculen worden opgenomen. Daarbij ontstaan NH4

+- en Cl−-ionen die samengaan tot NH4Cl-deeltjes.

+35 a Ba(OH ) 2 (s) + 2 N H 4 Cl(s) → BaC l 2 (s) + 2 H 2 O(l) + 2 N H 3 (g)b Ammoniumionen staan een H+ af aan hydroxide-ionen.

+36 a Koolzuur, CO2 + H2O, is het zure deeltje, dat staat een H+ af, terwijl CO32− als basisch deeltje een H+

opneemt.b C a 2+ (aq) + 2 HC O 3

− (aq) → CaC O 3 (s) + C O 2 (g) + H 2 O(l)c Ja, want een van de HCO3

−-deeltjes neemt een H+ op van het andere HCO3−-deeltje.

+37 a Opgelost koolstofdioxide (koolzuur) is een zwak zure oplossing.b De toename van CO2 wordt vooral veroorzaakt door de industriële revolutie en de toename van het verkeer door het gebruik van fossiele brandstoffen.c CaC O 3 (s) + C O 2 (aq) + H 2 O(l) → C a 2+ (aq) + 2 HC O 3

− (aq)d Bij het opwarmen gaat de reactie zich anders instellen. Bij opwarmen krijgt de endotherme reactie de overhand, dus de reactie naar rechts is endotherm, want er lost daardoor meer calciumcarbonaat op.

7 Zuren en basen in het milieu

38 a stikstofoxiden, ammoniak en zwaveldioxideb stikstofoxiden: verkeer en industrie; ammoniak: intensieve veehouderij; zwaveldioxide: bij verbranding van stookolie door schepen en industrie

39 a Goede nieuws: de uitstoot van verzurende stoffen door de landbouw is afgenomen. Slechte nieuws: de verzuring gaat nog steeds door.

b Ammoniak is een base.c Ammoniakmoleculen bevatten NH-groepen die met watermoleculen H-bruggen kunnen vormen.d N H 3 (aq) + 2 O 2 (g) → H + (aq) + N O 3

− (aq) + H 2 O(l)

40 a fossiele brandstoffenb In de verbrandingsovens en in motoren is de temperatuur zo hoog dat stikstof en zuurstof gedeel-telijk met elkaar reageren tot stikstofoxiden.c N 2 (g) + 2 O 2 (g) → 2 N O 2 (g) of N 2 (g) + 2 O 2 (g) ⇄ 2 N O 2 (g)d 2 N H 3 (g) + H 2 O(l) + S O 2 (g) → (N H 4 ) 2 S O 3 (s)e Alle ammoniumzouten zijn goed oplosbaar in water.f N H 4

+ (aq) + 2 O 2 (g) → 2 H + (aq) + N O 3 − (aq) + H 2 O(l)


11

+41 a 2 S O 2 (g) + O 2 (g) + 2 H 2 O(l) → 4 H + (aq) + 2 S O 4 2− (aq)

b C O 2 (g) + B a 2+ (aq) + 2 O H − (aq) → BaC O 3 (s) + H 2 O(l)c Bariumsulfaat is slecht oplosbaar terwijl calciumsulfaat matig oplosbaar is. Zie Binas tabel 45A.d Optie 1: het mengsel van bariumhydroxide, ureum en water wordt in het poreuze kalkzandsteen opgenomen. Dan blijft er nog steeds calciumcarbonaat (aan de oppervlakte) over dat met zure regen kan reageren en wordt weggespoeld. Dus je moet de behandeling regelmatig herhalen.

Optie 2: er ontstaat een (afsluitend) laagje (van bariumsulfaat) op het kalkzandsteen, waardoor het onderliggende calciumcarbonaat niet meer met zure regen kan reageren. Je bent dus na één keer behan-delen klaar.

8 Gehaltebepaling met een zuur-basereactie

42 a (N H 4 ) 2 S O 4 (s) → 2 N H 4 + (aq) + S O 4

2− (aq) N H 4 N O 3 (s) → N H 4

+ (aq) + N O 3 − (aq)

b N H 4 + (aq) + O H − (aq) → N H 3 (aq) + H 2 O(l)

c Een kleuromslag van kleurloos naar lichtrose/paarsrood, want de zure oplossing gaat naar een basische oplossing.d De kleuromslag is een waarneming, dus is er sprake van macroniveau.e De resultaten van de eerste meting en die van de tweede meting liggen te ver uit elkaar.f Het gemiddelde van meting 2 en 3 is 12,47 mL. Nodig: 12,47 × 0,100 = 1,247 mmol OH−, dus is 1,247 mmol NH4

+ in 10,00 mL oplossing aanwezig. In 100 mL oplossing is dan 12,47 mmol NH4

+aanwezig.

12,47 mmol = 12,47·10−3 mol = 1,247·10−2 × 18,04 = 0,224 g. Het massapercentage is 0,224

_____ 2,00 × 100% = 11,2%.

43 a Een zwak zuur splitst na oplossen slechts gedeeltelijk in ionen.b Een tweewaardig zuur kan per molecuul twee H+-deeltjes afstaan.c H 2 C 2 O 4 (aq) + 2 O H − (aq) → C 2 O 4

2− (aq) + 2 H 2 O(l)d Je titreert tot alles is omgezet in het oxalaation. Het oxalaation, C2O4

2−, is een zwakke base, dus zal de pH op het eindpunt hoger dan 7 zijn. Fenolftaleïen slaat van kleur om in het basische gebied.

e Je lost 2,40 g H2C2O4·2H2O op tot 100,0 mL oplossing. 2,40 g = 2,40

______ 126,08 = 0,0190 mol.

In 25,00 mL zit dan: 0,0190

______ 4 = 4,76·10−3 mol oxaalzuur = 4,76 mmol.

Dit reageert met 2 × 4,76 = 9,52 mmol OH−. Deze hoeveelheid zit in 8,65 mL natronloog.

Dus: [OH−] = 9,52

____ 8,65 = 1,10 M. De molariteit van het onderzochte natronloog is 1,10 M.

44 a Methylrood slaat om van geel naar rood.b HC O 3

− (aq) + H + (aq) → H 2 O(l) + C O 2 (aq)c Nodig: 4,25 × 0,10 = 0,425 mmol H+. Dan ook 0,425 mmol HCO3

− in 50,0 mL.

[HCO3−] =

0,425 _____ 50,0 = 8,5·10−3 mol L−1

d Ca2+ : HCO3− = 1 : 2

e Uit de verhouding volgt dat je 8,5·1 0 −3

_______ 2 = 4,25·10−3 mol Ca2+ per liter hebt = 4,25 mmol.

Dit is dan 4,25 × 40,08 = 170 mg Ca2+. In DH: 170 ____ 7,1 = 24 DH.

+45 a 4,0 g per 100 mL dus 40 g per L; molariteit = 40 _____ 60,05 = 0,67 mol L−1

b C 2 H 6 O(aq) + O 2 (g) → C H 3 COOH(aq) + H 2 O(l)c Het kruid dragon meng je met weinig water. Vervolgens dien je goed en lang te schudden en daarna te fi ltreren. Het fi ltraat is dan het dragonextract.d Ca C 2 (s) + 3 H 2 O(l) → Ca(OH ) 2 (s) + C 2 H 4 O(aq)e Azijnessence bevat 80 g azijnzuur per 100 mL, dubbele azijn bevat 8,0 g azijnzuur per 100 mL. Je moet azijnzuuressence dus 10× verdunnen. Om 1,0 L te maken, vul je 100 mL azijnzuuressence aan met water tot 1,0 L.


12

+46 eindopdracht − Zwavelzuurmeer a Het volume van het meer blijft gelijk, de lozingen bevatten zuur, de neerslag en het verdampte water

niet, dus de concentratie (afval/zwavel)zuur neemt toe ofwel het meer wordt zuurder.b Berekening van de [H+] in het afgedamde deel: [H+] = 10−0,85 = 0,14 mol L−1.

Het volume van het afgedamde deel is: 42 × 1,3·10−3 = 5,46·10−2 km3. Het volume van het totale meer is: 2,6·103 × 1,3·10−3 = 3,38 km3. De volumeverhouding is dus: 5,46·10−2 : 3,38 = 1,0 : 62.

[H+] in het totale meer is: 0,14

____ 62 = 2,3·10−3 mol L−1, dus: pH = −log 2,3·10−3 = 2,64

c CaC O 3 (s) + 2 H + (aq) + S O 4 2− (aq) → CaS O 4 (s) + H 2 O(l) + C O 2 (g)

d Natrium is Na+, sulfaat is SO42−, hydroxide is OH−. Totale minlading is 10−, natrium is 1+, dus

drie ijzerionen zijn samen 9+. Conclusie: ijzer(III)ion, Fe3+.e ijzer(III)oxide, dus Fe2O3

f Mogelijk juiste antwoorden zijn: − Er is in Nederland te weinig verdamping / te veel regen (dus het meer zal overlopen wanneer er

ook nog in geloosd wordt). − Er is in Nederland te weinig ruimte voor zo’n groot afvalmeer. − Nederland is dichtbevolkt, er is dus veel risico voor de bevolking. − Er kunnen mensen/dieren in vallen (en de chemicaliën binnenkrijgen). − Nederland heeft niet zo’n enorm groot meer (waar een deel van opgeofferd kan worden). − In Nederland gelden andere (milieu-/veiligheids)regels dan in Oekraïne.


12

+46 eindopdracht − Zwavelzuurmeer a Het volume van het meer blijft gelijk, de lozingen bevatten zuur, de neerslag en het verdampte water

niet, dus de concentratie (afval/zwavel)zuur neemt toe ofwel het meer wordt zuurder.b Berekening van de [H+] in het afgedamde deel: [H+] = 10−0,85 = 0,14 mol L−1.

Het volume van het afgedamde deel is: 42 × 1,3·10−3 = 5,46·10−2 km3. Het volume van het totale meer is: 2,6·103 × 1,3·10−3 = 3,38 km3. De volumeverhouding is dus: 5,46·10−2 : 3,38 = 1,0 : 62.

[H+] in het totale meer is: 0,14

____ 62 = 2,3·10−3 mol L−1, dus: pH = −log 2,3·10−3 = 2,64

c CaC O 3 (s) + 2 H + (aq) + S O 4 2− (aq) → CaS O 4 (s) + H 2 O(l) + C O 2 (g)

d Natrium is Na+, sulfaat is SO42−, hydroxide is OH−. Totale minlading is 10−, natrium is 1+, dus

drie ijzerionen zijn samen 9+. Conclusie: ijzer(III)ion, Fe3+.e ijzer(III)oxide, dus Fe2O3

f Mogelijk juiste antwoorden zijn: − Er is in Nederland te weinig verdamping / te veel regen (dus het meer zal overlopen wanneer er

ook nog in geloosd wordt). − Er is in Nederland te weinig ruimte voor zo’n groot afvalmeer. − Nederland is dichtbevolkt, er is dus veel risico voor de bevolking. − Er kunnen mensen/dieren in vallen (en de chemicaliën binnenkrijgen). − Nederland heeft niet zo’n enorm groot meer (waar een deel van opgeofferd kan worden). − In Nederland gelden andere (milieu-/veiligheids)regels dan in Oekraïne.


13

8 Redoxreacties

Praktijk Aluminium recyclen

vragen

1 De vier stappen zijn:I Verzamelen van de aluminiumblikjes en het overig aluminiumafval.II Pletten van al het aluminiumafval.III Dompelen van de blikjes in een zure oplossing om de opdruk te verwijderen.IV Smelten van de blikjes in een oven.

2 steenkool

3 a Muktar blaast van onderen lucht in zijn oven waardoor de steenkool verbrandt en de temperatuur in zijn oven stijgt.b

4 Recycling is rendabel, omdat het produceren van aluminium uit bauxiet: − een duur proces is; − milieuverontreinigend is; − veel energie kost.

5 a De drie stappen zijn:I Oplossen van aluminiumoxide uit bauxiet in natriumhydroxide bij hoge druk en temperatuur ter vorming van natriumaluminaat.II Omzetten van natriumaluminaat in aluminiumhydroxide en het vervolgens scheiden van de rest.III Verhitten van aluminiumhydroxide waarbij het wordt omgezet in aluminiumoxide, alumina, en waterdamp.b

6 Aluminiumoxide oplossen in vloeibare kryoliet. Daarna elektrolyse van de smelt, waarbij vloeibaar aluminium en zuurstofgas ontstaan.

7 − Je gooit het niet weg waardoor de afvalberg minder groot is. − Recycling kost veel minder energie dan het nieuw maken van aluminium uit bauxiet.


14

8 IJzerafval recyclen op dezelfde manier als bij aluminium is zeer lastig, omdat ijzer vaak verroest is. Het is dan moeilijk om er weer zuiver ijzer van te maken. Wel wordt ijzerroest bij de productie van nieuw staal gebruikt om het koolstofpercentage te verlagen.

toepassing

9 a “Het zuur dat in tomaten zit, is een verzameling redelijk sterke organische zuren dat het alumini-umfolie gewoon opvreet.”b 2 Al(s) + 3 O 2 (g) → A l 2 O 3 (s)c De lading van aluminium verandert van 0 in 3+ en de lading van zuurstof verandert van 0 in 2−.d A l 2 O 3 (s) + 2 O H − (aq) → 2 Al O 2

− (aq) + H 2 O(l)e Nee, zowel in Al2O3 als in AlO2

− is sprake van Al3+.f Al + 4 O H − → Al(OH ) 4

− + 3 e − 2× 2 H 2 O + 2 e − → 2 O H − + H 2 3× 2 Al(s) + 6 H 2 O(l) + 2 O H − (aq) → 2 Al(OH ) 4 − (aq) + 3 H 2 (g) +

g 2 Al(s) + 2 H 2 O(l) + 2 O H − (aq) → 2 Al O 2 − (aq) + 3 H 2 (g) (via tussenstap

Al(OH ) 4 − (aq) → Al O 2

− (aq) + 2 H 2 O(l))h A l 2 O 3 (s) + 6 H + (aq) → 2 A l 3+ (aq) + 3 H 2 O(l)i 2 Al(s) + 6 H + (aq) → 2 A l 3+ (aq) + 3 H 2 (g)j Bij hogere temperatuur is de reactiesnelheid groter.k Het aluminium reageert weg en verdwijnt daardoor. Bij oplossen kun je in principe de oorspronkelijke stof weer terugwinnen.

Opmerking: het zwart worden van het aluminiumfolie wordt waarschijnlijk veroorzaakt door plaatselijke, zeer grote warmteontwikkeling.

Praktijk Batterijen voor je smartphone

vragen

1 a in 1973 tussen een medewerker van Motorola en een medewerker van Bell Labsb Het woog 1 kilo en was ruim 22 cm lang.

2 a Het aantal mobieltjes nadert het aantal van de wereldbevolking.b Sommige mensen in ontwikkelde landen zullen meer mobiele abonnementen hebben.

3 a

b Een smartphone heeft steeds meer functies die ook steeds meer energie vragen bij gebruik.

4 a NiCd-batterijenb Deze batterij heeft een geheugeneffect en bevat het giftige cadmium.c Li-Ionbatterijen zijn compacter en hebben minder last van leeglopen.


14

8 IJzerafval recyclen op dezelfde manier als bij aluminium is zeer lastig, omdat ijzer vaak verroest is. Het is dan moeilijk om er weer zuiver ijzer van te maken. Wel wordt ijzerroest bij de productie van nieuw staal gebruikt om het koolstofpercentage te verlagen.

toepassing

9 a “Het zuur dat in tomaten zit, is een verzameling redelijk sterke organische zuren dat het alumini-umfolie gewoon opvreet.”b 2 Al(s) + 3 O 2 (g) → A l 2 O 3 (s)c De lading van aluminium verandert van 0 in 3+ en de lading van zuurstof verandert van 0 in 2−.d A l 2 O 3 (s) + 2 O H − (aq) → 2 Al O 2

− (aq) + H 2 O(l)e Nee, zowel in Al2O3 als in AlO2

− is sprake van Al3+.f Al + 4 O H − → Al(OH ) 4

− + 3 e − 2× 2 H 2 O + 2 e − → 2 O H − + H 2 3× 2 Al(s) + 6 H 2 O(l) + 2 O H − (aq) → 2 Al(OH ) 4 − (aq) + 3 H 2 (g) +

g 2 Al(s) + 2 H 2 O(l) + 2 O H − (aq) → 2 Al O 2 − (aq) + 3 H 2 (g) (via tussenstap

Al(OH ) 4 − (aq) → Al O 2

− (aq) + 2 H 2 O(l))h A l 2 O 3 (s) + 6 H + (aq) → 2 A l 3+ (aq) + 3 H 2 O(l)i 2 Al(s) + 6 H + (aq) → 2 A l 3+ (aq) + 3 H 2 (g)j Bij hogere temperatuur is de reactiesnelheid groter.k Het aluminium reageert weg en verdwijnt daardoor. Bij oplossen kun je in principe de oorspronkelijke stof weer terugwinnen.

Opmerking: het zwart worden van het aluminiumfolie wordt waarschijnlijk veroorzaakt door plaatselijke, zeer grote warmteontwikkeling.

Praktijk Batterijen voor je smartphone

vragen

1 a in 1973 tussen een medewerker van Motorola en een medewerker van Bell Labsb Het woog 1 kilo en was ruim 22 cm lang.

2 a Het aantal mobieltjes nadert het aantal van de wereldbevolking.b Sommige mensen in ontwikkelde landen zullen meer mobiele abonnementen hebben.

3 a

b Een smartphone heeft steeds meer functies die ook steeds meer energie vragen bij gebruik.

4 a NiCd-batterijenb Deze batterij heeft een geheugeneffect en bevat het giftige cadmium.c Li-Ionbatterijen zijn compacter en hebben minder last van leeglopen.


15

5 a De positieve pool van de batterij verbinden met de positieve pool van de oplader zodat de omgekeerde reacties kunnen plaatsvinden.b Bij opladen wordt elektrische energie omgezet in chemische energie, bij ontladen wordt chemische energie omgezet in elektrische energie.

6 a Dat deze batterij gedurende een uur een stroom kan leveren van 2700 mA.

b 90% verlies, dus na 90 ___ 5 = 18 dagen

7 a de Methanol brandstofcel en de Super Charge Ion Batteryb De batterij werkt op een externe brandstof.c De batterij levert stroom zolang er brandstof en lucht worden toegevoerd.

toepassing

8 a Het blijkt zich gemakkelijk te binden aan lithiumionen en het heeft een natuurlijk doorgeefl uik voor elektronen.b Grafi et dient voor het geleidend maken van de elektrode.c Opladen: dat de batterij weer geladen wordt. Ontladen: dat de batterij stroom levert.d Opladen: Li+ + e− → Li. Ontladen: Li → Li+ + e−.

e 2500 _____ 90 = 28 g

f Het is veel groener, milieuvriendelijker, dan de winning, zuivering en recycling van kobalterts.g De wortel en de plant zijn fysiek zichtbaar, dus macroniveau. De structuurformule is op moleculair niveau, dus microniveau.h Purpurine is rood van kleur. Het is veel milieuvriendelijker, dus ‘groener’ dan kobaltverbindingen.

Theorie

1 Reacties met elektronenoverdracht

1 a De atoombindingen in de elementen worden verbroken en in het zout wordt een ionbinding gevormd.b Het is een beschrijving op deeltjesniveau, dus is het een uitleg op microniveau.

2 a redoxreactieb neerslagreactiec redoxreactied redoxreactiee zuur-basereactief redoxreactie

3 2a: H+(aq); 2c: O2(g); 2d: F2(g); 2f: O2(g)

4 a red: Ni(s) → N i 2+ + 2 e − b ox: F e 3+ + e − → F e 2+ c red: 2 B r − → B r 2 + 2 e − d ox: C l 2 (g) + 2 e − → 2 C l − e ox: F e 2+ + 2 e − → Fe(s)

5 a Zn2+: ox: Z n 2+ + 2 e − → Zn(s)b S2−: red: S 2− → S(s) + 2 e − c Hg+: ox: H g + + e − → Hg(l) en red: H g + → H g 2+ + e − d S(s): ox: S(s) + 2 e − → S 2− e Fe2+: ox: F e 2+ + 2 e − → Fe(s) en red: F e 2+ → F e 3+ + e −


16

+6 a

b

c

d

e

+7

Deze reactie verloopt omdat volgens Binas tabel 48 de oxidator Cu2+ boven de reductor Al(s) staat. De teruggaande reactie zal niet plaatsvinden, omdat de oxidator en de reductor die voor de pijl staan, sterker zijn dan de oxidator en de reductor die na de pijl staan.

8 a Het ontstaan van vast lood wordt waargenomen. Het is dus een beschrijving op macroniveau.b Het onbekende metaal moet onder lood geplaatst worden, want het is een sterkere reductor dan lood.

2 Redoxreacties

9 a ox: I 2 + 2 e − → 2 I − red: 2 S 2 O 3

2− → S 4 O 6 2− + 2 e −

I 2 (aq) + 2 S 2 O 3 2− (aq) → 2 I − (aq) + S 4 O 6

2− (aq) +

b ox: Mn O 4 − + 8 H + + 5 e − → M n 2+ + 4 H 2 O 2×

red: S O 2 + 2 H 2 O(l) → S O 4 2− + 4 H + + 2 e − 5×

2 Mn O 4 − (aq) + 16 H + (aq) + 5 S O 2 (g) + 10 H 2 O(l) → 2 M n 2+ (aq) + 8 H 2 O(l) + +

5 S O 4 2− (aq) + 20 H + (aq)

Links en rechts H+ en H2O wegstrepen. De totaalreactie wordt dan:2 Mn O 4

− (aq) + 5 S O 2 (g) + 2 H 2 O(l) → 2 M n 2+ (aq) + 5 S O 4 2− (aq) + 4 H + (aq)

c ox: F 2 (g) + 2 e − → 2 F − 2× red: 2 H 2 O(l) → O 2 (g) + 4 H + + 4 e − 2 F 2 (g) + 2 H 2 O(l) → 4 F − (aq) + O 2 (g) + 4 H + (aq) +

d ox: 2 H + + 2 e − → H 2 (g) 3× red: Cr(s) → C r 3+ + 3 e − 2× 6 H + (aq) + 2 Cr(s) → 3 H 2 (g) + 2 C r 3+ (aq) +

e ox: O 2 (g) + 4 H + + 4 e − → 2 H 2 O(l) red: H 2 C 2 O 4 → 2 C O 2 (g) + 2 H + + 2 e − 2× O 2 (g) + 2 H 2 C 2 O 4 (aq) → 2 H 2 O(l) + 4 C O 2 (g) +

Links en rechts vallen de 4 H+ tegen elkaar weg.

10 a ox: Mn O 4 − + 2 H 2 O(l) + 3 e − → Mn O 2 (s) + 4 O H − 4×

red: 4 O H − → O 2 (g) + 2 H 2 O(l) + 4 e − 3× 4 Mn O 4

− (aq) + 8 H 2 O(l) + 12 O H − (aq) → 4 Mn O 2 (s) + 16 O H − + 3 O 2 (g) + 6 H 2 O(l) +

Links en rechts OH− en H2O wegstrepen. De totaalreactie wordt dan:4 Mn O 4

− (aq) + 2 H 2 O(l) → 4 Mn O 2 (s) + 4 O H − + 3 O 2 (g)

2 Al(s) + 3 O2(g) Al2O3(s)

6e-

Mg(s) + Br2(l) MgBr2(s)

2e-

Zn(s) + Cu2+(aq) Cu(s) + Zn2+(aq)

2e-

S2-(aq) + I2(aq) S(s) + 2 I-(aq)

2e-

Cu(s) + 2 Ag+(aq) Cu2+(aq) + 2 Ag(s)

2e-

2 Al(s) + 3 Cu2+(aq) 3 Cu(s) + 2 Al3+(aq)

6e-


16

+6 a

b

c

d

e

+7

Deze reactie verloopt omdat volgens Binas tabel 48 de oxidator Cu2+ boven de reductor Al(s) staat. De teruggaande reactie zal niet plaatsvinden, omdat de oxidator en de reductor die voor de pijl staan, sterker zijn dan de oxidator en de reductor die na de pijl staan.

8 a Het ontstaan van vast lood wordt waargenomen. Het is dus een beschrijving op macroniveau.b Het onbekende metaal moet onder lood geplaatst worden, want het is een sterkere reductor dan lood.

2 Redoxreacties

9 a ox: I 2 + 2 e − → 2 I − red: 2 S 2 O 3

2− → S 4 O 6 2− + 2 e −

I 2 (aq) + 2 S 2 O 3 2− (aq) → 2 I − (aq) + S 4 O 6

2− (aq) +

b ox: Mn O 4 − + 8 H + + 5 e − → M n 2+ + 4 H 2 O 2×

red: S O 2 + 2 H 2 O(l) → S O 4 2− + 4 H + + 2 e − 5×

2 Mn O 4 − (aq) + 16 H + (aq) + 5 S O 2 (g) + 10 H 2 O(l) → 2 M n 2+ (aq) + 8 H 2 O(l) + +

5 S O 4 2− (aq) + 20 H + (aq)

Links en rechts H+ en H2O wegstrepen. De totaalreactie wordt dan:2 Mn O 4

− (aq) + 5 S O 2 (g) + 2 H 2 O(l) → 2 M n 2+ (aq) + 5 S O 4 2− (aq) + 4 H + (aq)

c ox: F 2 (g) + 2 e − → 2 F − 2× red: 2 H 2 O(l) → O 2 (g) + 4 H + + 4 e − 2 F 2 (g) + 2 H 2 O(l) → 4 F − (aq) + O 2 (g) + 4 H + (aq) +

d ox: 2 H + + 2 e − → H 2 (g) 3× red: Cr(s) → C r 3+ + 3 e − 2× 6 H + (aq) + 2 Cr(s) → 3 H 2 (g) + 2 C r 3+ (aq) +

e ox: O 2 (g) + 4 H + + 4 e − → 2 H 2 O(l) red: H 2 C 2 O 4 → 2 C O 2 (g) + 2 H + + 2 e − 2× O 2 (g) + 2 H 2 C 2 O 4 (aq) → 2 H 2 O(l) + 4 C O 2 (g) +

Links en rechts vallen de 4 H+ tegen elkaar weg.

10 a ox: Mn O 4 − + 2 H 2 O(l) + 3 e − → Mn O 2 (s) + 4 O H − 4×

red: 4 O H − → O 2 (g) + 2 H 2 O(l) + 4 e − 3× 4 Mn O 4

− (aq) + 8 H 2 O(l) + 12 O H − (aq) → 4 Mn O 2 (s) + 16 O H − + 3 O 2 (g) + 6 H 2 O(l) +

Links en rechts OH− en H2O wegstrepen. De totaalreactie wordt dan:4 Mn O 4

− (aq) + 2 H 2 O(l) → 4 Mn O 2 (s) + 4 O H − + 3 O 2 (g)

2 Al(s) + 3 O2(g) Al2O3(s)

6e-

Mg(s) + Br2(l) MgBr2(s)

2e-

Zn(s) + Cu2+(aq) Cu(s) + Zn2+(aq)

2e-

S2-(aq) + I2(aq) S(s) + 2 I-(aq)

2e-

Cu(s) + 2 Ag+(aq) Cu2+(aq) + 2 Ag(s)

2e-

2 Al(s) + 3 Cu2+(aq) 3 Cu(s) + 2 Al3+(aq)

6e-


17

b ox: O 3 (g) + 2 H + + 2 e − → 2 H 2 O(l) + O 2 (g) red: 2 I − → I 2 + 2 e − O 3 (g) + 2 H + (aq) + 2 I − (aq) → 2 H 2 O(l) + O 2 (g) + I 2 (aq) +

c ox: C r 2 O 7 2− + 14 H + + 6 e − → 2 C r 3+ + 7 H 2 O

red: H 2 (g) → 2 H + + 2 e − 3× C r 2 O 7

2− (aq) + 14 H + (aq) + 3 H 2 (g) → 2 C r 3+ (aq) + 7 H 2 O(l) + 6 H + (aq) +

Links en rechts H+ wegstrepen. De totaalreactie wordt dan:C r 2 O 7

2− (aq) + 8 H + (aq) + 3 H 2 (g) → 2 C r 3+ (aq) + 7 H 2 O(l)

d ox: C l 2 (g) + 2 e − → 2 C l − red: S O 3

2− + H 2 O(l) → S O 4 2− + 2 H + + 2 e −

C l 2 (g) + S O 3 2− (aq) + H 2 O(l) → 2 C l − (aq) + S O 4

2− (aq) + 2 H + (aq) +

e ox: B r 2 + 2 e − → 2 B r − red: H 2 (g) + 2 O H − → 2 H 2 O(l) + 2 e − B r 2 (aq) + H 2 (g) + 2 O H − → 2 B r − (aq) + 2 H 2 O(l) +

11 a ox: N O 3 − + 2 H + + e − → N O 2 (g) + H 2 O(l) 2×

red: Cu(s) → C u 2+ + 2 e − 2 N O 3

− (aq) + 4 H + (aq) + Cu(s) → C u 2+ (aq) + 2 N O 2 (g) + 2 H 2 O(l) +

b ox: N O 3 − + 4 H + + 3 e − → NO(g) + 2 H 2 O(l) 2×

red: Cu(s) → C u 2+ + 2 e − 3× 2 N O 3

− (aq) + 8 H + (aq) + 3 Cu(s) → 3 C u 2+ (aq) + 2 NO(g) + 4 H 2 O(l) +

c Als er bij de reactie een bruin gas ontstaat, dan is dat NO2(g). Dat betekent dat koper heeft gerea-geerd met geconcentreerd salpeterzuur. Als er geen bruin gas ontstaat, dan is het verdund salpeterzuur, want NO(g) is kleurloos.

12 In zoutzuur is de oxidator H+, dit deeltje staat in Binas tabel 48 onder de reductor Cu(s) en zal dus niet reageren. Al(s) is wel een sterke reductor en staat onder H+. Dus zoutzuur is goed bruikbaar voor het etsen van aluminium.

+13 a Massa waterstofperoxideoplossing = 300 g. 3 massa% = 0,03 × 300 = 9 g H2O2. Dit is

9 ______ 34,015 = 0,26 = 0,3 mol.

b Bij lage temperatuur verlopen reacties langzaam. In de koelkast zal het waterstofperoxide dus minder snel ontleden.c H2O2 is zowel oxidator als reductor en kan dan met zichzelf reageren:ox: H 2 O 2 + 2 H + + 2 e − → 2 H 2 O(l)red: H 2 O 2 → O 2 (g) + 2 H + + 2 e − 2 H 2 O 2 (aq) + 2 H + (aq) → 2 H 2 O(l) + O 2 (g) + 2 H + (aq) +

Links en rechts H+ wegstrepen. De totaalreactie wordt dan:2 H 2 O 2 (aq) → 2 H 2 O(l) + O 2 (g)d De zure oplossing versnelt de reactie, want H2O2 is in zuur milieu een sterke oxidator.e Het zure H+(aq)-deeltje kan hier gezien worden als een katalysator, want er wordt evenveel H+(aq) gebruikt als er weer ontstaat.

+14 ox: Mn O 4 − + 8 H + + 5 e − → M n 2+ + 4 H 2 O 2×

red: 2 C l − → C l 2 (g) + 2 e − 5× 2 Mn O 4

− (aq) + 16 H + (aq) + 10 C l − (aq) → 2 M n 2+ (aq) + 8 H 2 O(l) + 5 C l 2 (g) +

Met zoutzuur ontstaat dan het giftige chloorgas.


18

+15 a Uit Binas tabel 44A blijkt dat in water met een lagere temperatuur de oplosbaarheid van zuurstof groter is dan in water met een hogere temperatuur. (In de winter is de temperatuur lager dan in de zomer.) De uitspraak in regel 16 is dus in overeenstemming met de gegevens in Binas tabel 44.b regels 24 tot en met 26c Een oxidator neemt elektronen op, een reductor staat elektronen af, dus vergelijking 1 geeft de half-reactie van de oxidator weer.d ox: S O 4

2− + 8 H + + 8 e − → S 2− + 4 H 2 O 2× red: C H 3 OH + H 2 O → C O 2 + 6 H + + 6 e − 5× 3 S O 4

2− (aq) + 24 H + (aq) + 4 C H 3 OH(aq) + 4 H 2 O(l) → 3 S 2− (aq) + 12 H 2 O + +

4 C O 2 (g) + 24 H + (aq)

Links en rechts H+ en H2O wegstrepen. De totaalreactie wordt dan:3 S O 4

2− (aq) + 4 C H 3 OH(aq) → 3 S 2− (aq) + 8 H 2 O + 4 C O 2 (g)e Een voorbeeld van een juist antwoord is:C d 2+ + S 2− → CdSCu2+ of Zn2+ kunnen ook voor de pijl staan en dan CuS of ZnS na de pijl.

3 Energie uit redoxreacties

16 a In bekerglas 1 bevindt zich de sterkste oxidator: Ag+. In bekerglas 2 zit de sterkste reductor: Fe(s).b − pool: Fe(s) → F e 2+ (aq) + 2 e − + pool: 2 A g + (aq) + 2 e − → 2 Ag(s)c De massa van de zilverelektrode in bekerglas 1 zal toenemen; er komt steeds meer zilver bij.d De zoutbrug maakt de stroomkring gesloten. Beide bekerglazen worden geleidend met elkaar verbonden.e De elektrochemische cel is uitgeput als de ijzerstaaf op is of als de Ag+-ionen op zijn.

17 a

b In bekerglas 2 bevindt zich de sterkste oxidator: MnO4

− + 8 H+. In bekerglas 1 zit de sterkste reductor: Ni(s).c − pool: Ni(s) → N i 2+ (aq) + 2 e − + pool: Mn O 4

− (aq) + 8 H + (aq) + 5 e − → M n 2+ (aq) + 4 H 2 O(l)d De elektronenstroom loopt van de nikkelstaaf naar de grafi etstaaf.e De nikkelstaaf is de minpool en de grafi etstaaf de pluspool.f De grafi etstaaf is onaantastbaar; deze reageert niet mee en geeft alleen maar de elektronen door.

+18 a

b Het zink is de minpool (reductor), want die levert de elektronen aan de pluspool en dat is het zilveroxide.

19 a Lege batterijen behoren tot het klein chemisch afval, omdat er stoffen zoals zware metalen in kunnen zitten en die zijn schadelijk voor het milieu.

Zn(s) + Ag2O(s) ZnO(s) + 2 Ag(s)

2e-


18

+15 a Uit Binas tabel 44A blijkt dat in water met een lagere temperatuur de oplosbaarheid van zuurstof groter is dan in water met een hogere temperatuur. (In de winter is de temperatuur lager dan in de zomer.) De uitspraak in regel 16 is dus in overeenstemming met de gegevens in Binas tabel 44.b regels 24 tot en met 26c Een oxidator neemt elektronen op, een reductor staat elektronen af, dus vergelijking 1 geeft de half-reactie van de oxidator weer.d ox: S O 4

2− + 8 H + + 8 e − → S 2− + 4 H 2 O 2× red: C H 3 OH + H 2 O → C O 2 + 6 H + + 6 e − 5× 3 S O 4

2− (aq) + 24 H + (aq) + 4 C H 3 OH(aq) + 4 H 2 O(l) → 3 S 2− (aq) + 12 H 2 O + +

4 C O 2 (g) + 24 H + (aq)

Links en rechts H+ en H2O wegstrepen. De totaalreactie wordt dan:3 S O 4

2− (aq) + 4 C H 3 OH(aq) → 3 S 2− (aq) + 8 H 2 O + 4 C O 2 (g)e Een voorbeeld van een juist antwoord is:C d 2+ + S 2− → CdSCu2+ of Zn2+ kunnen ook voor de pijl staan en dan CuS of ZnS na de pijl.

3 Energie uit redoxreacties

16 a In bekerglas 1 bevindt zich de sterkste oxidator: Ag+. In bekerglas 2 zit de sterkste reductor: Fe(s).b − pool: Fe(s) → F e 2+ (aq) + 2 e − + pool: 2 A g + (aq) + 2 e − → 2 Ag(s)c De massa van de zilverelektrode in bekerglas 1 zal toenemen; er komt steeds meer zilver bij.d De zoutbrug maakt de stroomkring gesloten. Beide bekerglazen worden geleidend met elkaar verbonden.e De elektrochemische cel is uitgeput als de ijzerstaaf op is of als de Ag+-ionen op zijn.

17 a

b In bekerglas 2 bevindt zich de sterkste oxidator: MnO4

− + 8 H+. In bekerglas 1 zit de sterkste reductor: Ni(s).c − pool: Ni(s) → N i 2+ (aq) + 2 e − + pool: Mn O 4

− (aq) + 8 H + (aq) + 5 e − → M n 2+ (aq) + 4 H 2 O(l)d De elektronenstroom loopt van de nikkelstaaf naar de grafi etstaaf.e De nikkelstaaf is de minpool en de grafi etstaaf de pluspool.f De grafi etstaaf is onaantastbaar; deze reageert niet mee en geeft alleen maar de elektronen door.

+18 a

b Het zink is de minpool (reductor), want die levert de elektronen aan de pluspool en dat is het zilveroxide.

19 a Lege batterijen behoren tot het klein chemisch afval, omdat er stoffen zoals zware metalen in kunnen zitten en die zijn schadelijk voor het milieu.

Zn(s) + Ag2O(s) ZnO(s) + 2 Ag(s)

2e-


19

b Eenmalige en oplaadbare batterijen bevatten waardevolle stoffen, zoals zink, cadmium, ijzer, nikkel, mangaan, kwik, lithium en kleine hoeveelheden kobalt. Door gescheiden inzameling van oude batterijen kunnen de fabrikanten deze stoffen terugwinnen en opnieuw gebruiken (bron: Milieucentraal). Het ijzer wordt doorverkocht aan fabrieken die het verder verwerken, het kan bijvoorbeeld gebruikt worden in auto’s en huishoudelijke artikelen. Het zink kan worden hergebruikt voor bijvoorbeeld dakgoten.

20 a Mogelijke voorbeelden zijn: mobieltje, smartphone, vaste telefoon, digitale camera, wekkerradio, zaklantaarn, digitale thermometer.b Voor zover het op de oplaadbare batterij staat, is het meestal een metaalhydridebatterij. De niet- oplaadbare batterijen zijn vrijwel altijd alkalinebatterijen.c In alle telefoons zitten oplaadbare batterijen, want die worden dagelijks gebruikt. In digitale camera’s zitten ook oplaadbare batterijen. In een zaklantaarn zitten vaak wegwerpbatterijen, want die wordt niet zo vaak gebruikt.

+21 a − pool: MH + O H − → M + H 2 O + e − + pool: NiOOH + H 2 O + e − → Ni(OH ) 2 + O H − MH + O H − + NiOOH + H 2 O → M + H 2 O + Ni(OH ) 2 + O H − +

Links en rechts OH− wegstrepen. De totaalreactie wordt dan:MH + NiOOH + H 2 O → M + H 2 O + Ni(OH ) 2 b

c Dat is de omkeerbare reactie: M + H 2 O + Ni(OH ) 2 → MH + NiOOH + H 2 Od De minpool van de oplader op de minpool van de batterij, want de reactie aan de minpool moet nu naar links verlopen; deze reactie heeft elektronen nodig. Uiteraard gaat dan de pluspool van de oplader op de pluspool van de batterij.e

+22 a Li(s) is een reductor en staat elektronen af. Dus elektrode A is de negatieve elektrode.b PF6

−

c De ionen (Li+ en PF6−) kunnen vrij bewegen. Of: Li+-ionen bewegen van A naar B.

d Een koolstofatoom kan vier (atoom)bindingen vormen. Daarvoor zijn vier elektronen beschikbaar. In de nanobuisjes vormt elk koolstofatoom drie atoombindingen. Dus elk koolstofatoom heeft één vrij elektron. Of: de covalentie van koolstof is 4. In de nanobuisjes gebruikt elk koolstofatoom drie elektronen voor (atoom)bindingen. Dus elk koolstofatoom heeft één vrij elektron.e 2 L i + + 6 C + 2 e − → C 6 L i 2

f 210 mg C = 0,210 g = 0,210

_____ 12,01 = 1,75·10−2 mol C. Het aantal mol elektronen is:

2 __ 6 × 1,75·10−2 = 5,83·10−3 mol e−


20

g Bij het opladen van de batterij moeten alle gevormde lithiumatomen weer worden omgezet tot lithiumionen en tegelijkertijd de (uit de lithiumelektrode) gevormde lithiumionen worden omgezet tot lithiumatomen, zodat de oorspronkelijke situatie hersteld is. Dat kan omdat alle, bij stroom levering, gevormde lithiumatomen in de nanobuisjes van de koolstof elektrode aanwezig zijn en de gevormde lithiumionen zich aan de lithiumelektrode bevinden. (Er zijn dus geen lithiumdeeltjes ‘verdwaald’ / verloren gegaan.)

+23 a Methanol is de reductor, staat elektronen af, dus elektrode A is de negatieve pool van de micro-brandstofcel.b − pool: C H 3 OH + H 2 O → C O 2 + 6 H + + 6 e − 2× + pool: O 2 + 4 H + + 4 e − → 2 H 2 O 5× 2 C H 3 OH + 2 H 2 O + 3 O 2 + 12 H + → 2 C O 2 + 12 H + + 6 H 2 O +

Links en rechts H+ en H2O wegstrepen. De totaalreactie wordt dan:2 C H 3 OH + 3 O 2 → 2 C O 2 + 4 H 2 Oc Mogelijke antwoorden zijn:− Om de reactie(s) te versnellen.− Anders verloopt de reactie te langzaam.− Anders wordt methanol niet omgezet.− Om de reactie op gang te brengen.

4 Bescherming van metalen

24 a Het zijn onedele metalen, waardoor ze reageren met zuurstof en water.b Ze komen als metaaloxide voor, soms als metaalsulfi de.

25 a − Li(s), lithium− K(s), kalium− Ba(s), barium− Ca(s), calcium− Na(s), natriumb ox: 2 H 2 O(l) + 2 e − → H 2 (g) + 2 O H − red: K(s) → K + + e − 2× 2 H 2 O(l) + 2 K(s) → H 2 (g) + 2 O H − (aq) + 2 K + (aq) +

c Kalium mag absoluut niet met water (vocht) in aanraking komen, omdat het dan spontaan reageert, waarbij het zeer brandbare en ontplofbare waterstof(g) vrijkomt.

26 a − Mg(s), magnesium− Al(s), aluminium− Zn(s), zink− Cr(s), chroom− Fe(s), ijzer− Ni(s), nikkelb ox: O 2 (g) + 2 H 2 O(l) + 4 e − → 4 O H − 3× red: Al(s) → A l 3+ + 3 e − 4× 3 O 2 (g) + 6 H 2 O(l) + 4 Al(s) → 12 O H − (aq) + 4 A l 3+ (aq) +

Er vindt ook nog een neerslagreactie plaats. De totaalreactie wordt dan:3 O 2 (g) + 6 H 2 O(l) + 4 Al(s) → 4 Al(OH ) 3 (s)c In zuur milieu verloopt deze reactie sneller, want een zuurstofhoudende zure oplossing is een sterkere oxidator.d ox: O 2 (g) + 4 H + + 4 e − → 2 H 2 O(l) 3× red: Al(s) → A l 3+ + 3 e − 4× 3 O 2 (g) + 12 H + (aq) + 4 Al(s) → 6 H 2 O(l) + 4 A l 3+ (aq) +

e H+(aq) is geen katalysator, want het wordt gebruikt en is na de reactie niet meer aanwezig.


20

g Bij het opladen van de batterij moeten alle gevormde lithiumatomen weer worden omgezet tot lithiumionen en tegelijkertijd de (uit de lithiumelektrode) gevormde lithiumionen worden omgezet tot lithiumatomen, zodat de oorspronkelijke situatie hersteld is. Dat kan omdat alle, bij stroom levering, gevormde lithiumatomen in de nanobuisjes van de koolstof elektrode aanwezig zijn en de gevormde lithiumionen zich aan de lithiumelektrode bevinden. (Er zijn dus geen lithiumdeeltjes ‘verdwaald’ / verloren gegaan.)

+23 a Methanol is de reductor, staat elektronen af, dus elektrode A is de negatieve pool van de micro-brandstofcel.b − pool: C H 3 OH + H 2 O → C O 2 + 6 H + + 6 e − 2× + pool: O 2 + 4 H + + 4 e − → 2 H 2 O 5× 2 C H 3 OH + 2 H 2 O + 3 O 2 + 12 H + → 2 C O 2 + 12 H + + 6 H 2 O +

Links en rechts H+ en H2O wegstrepen. De totaalreactie wordt dan:2 C H 3 OH + 3 O 2 → 2 C O 2 + 4 H 2 Oc Mogelijke antwoorden zijn:− Om de reactie(s) te versnellen.− Anders verloopt de reactie te langzaam.− Anders wordt methanol niet omgezet.− Om de reactie op gang te brengen.

4 Bescherming van metalen

24 a Het zijn onedele metalen, waardoor ze reageren met zuurstof en water.b Ze komen als metaaloxide voor, soms als metaalsulfi de.

25 a − Li(s), lithium− K(s), kalium− Ba(s), barium− Ca(s), calcium− Na(s), natriumb ox: 2 H 2 O(l) + 2 e − → H 2 (g) + 2 O H − red: K(s) → K + + e − 2× 2 H 2 O(l) + 2 K(s) → H 2 (g) + 2 O H − (aq) + 2 K + (aq) +

c Kalium mag absoluut niet met water (vocht) in aanraking komen, omdat het dan spontaan reageert, waarbij het zeer brandbare en ontplofbare waterstof(g) vrijkomt.

26 a − Mg(s), magnesium− Al(s), aluminium− Zn(s), zink− Cr(s), chroom− Fe(s), ijzer− Ni(s), nikkelb ox: O 2 (g) + 2 H 2 O(l) + 4 e − → 4 O H − 3× red: Al(s) → A l 3+ + 3 e − 4× 3 O 2 (g) + 6 H 2 O(l) + 4 Al(s) → 12 O H − (aq) + 4 A l 3+ (aq) +

Er vindt ook nog een neerslagreactie plaats. De totaalreactie wordt dan:3 O 2 (g) + 6 H 2 O(l) + 4 Al(s) → 4 Al(OH ) 3 (s)c In zuur milieu verloopt deze reactie sneller, want een zuurstofhoudende zure oplossing is een sterkere oxidator.d ox: O 2 (g) + 4 H + + 4 e − → 2 H 2 O(l) 3× red: Al(s) → A l 3+ + 3 e − 4× 3 O 2 (g) + 12 H + (aq) + 4 Al(s) → 6 H 2 O(l) + 4 A l 3+ (aq) +

e H+(aq) is geen katalysator, want het wordt gebruikt en is na de reactie niet meer aanwezig.


21

27 a fi ets, autob met een laagje zink, bijvoorbeeld in dakgoten of (school)hekkenc met een laagje tin, bijvoorbeeld blikjesd blokken zink bevestigd op een schip in de buurt van de schroef

+28 a tin, ijzer, zinkb Bij verzinkt ijzer is zink de sterkste reductor. Dat betekent dat zink met zuurstof en vocht in de lucht gaat reageren en niet ijzer. Bij vertind ijzer is het net andersom: ijzer is een sterkere reductor dan tin en zal als eerste reageren.c Bij een gedeukt blik is het laagje tin beschadigd. IJzer is een sterkere reductor dan tin, het blik gaat roesten.

+29 a ox: C r 3+ + 3 e − → Cr 2× red: Fe → F e 2+ + 2 e − 3× 2 C r 3+ (aq) + 3 Fe(s) → 2 Cr(s) + 3 F e 2+ (aq) +

b Bij het verchromen van het stalen voorwerp moet Cr3+ elektronen opnemen. Het voorwerp moet dus met de negatieve pool van de spanningsbron worden verbonden.c Er kan nu chroom worden gevormd totdat de Cr3+-ionen op zijn. Bij de eerste manier stopt de reactie als het oppervlak van het ijzer volledig met chroom is bedenkt, omdat er dan geen ijzer meer kan reageren.

+30 a Sn2+ neemt elektronen op / is een oxidator en reageert dus aan de negatieve elektrode. Dus het staal is de negatieve elektrode.b Voorbeelden van juiste argumenten zijn:− Er is minder afval.− Als de blikjes worden ingezameld, veroorzaken ze geen milieuvervuiling.− Blik kan niet (biologisch) worden afgebroken op de vuilstortplaats.− IJzer op de schroothoop verroest en kan het grondwater vervuilen.− Recirculeren bespaart grondstoffen.− De grondstoffen raken minder snel op.− Er hoeft geen erts te worden opgegraven.− Er hoeft niet opnieuw staal/tin gemaakt te worden.− Er hoeft minder staal/tin gemaakt te worden.− De productie van metalen uit grondstoffen vervuilt enorm. Bij recirculatie is dit proces niet nodig.− Er is minder energie nodig om tin/ijzer te produceren.− Bij de productie ontstaat (vergeleken met de verwerking van het gerecirculeerde blik) onder andere (meer) koolstofdioxide (en dit draagt bij aan het broeikaseffect).c pOH = 13,0 − 13,5 = −0,5. [OH−] = 3,16 = 3 mol L−1

d ox: 2 H 2 O + 2 e − → H 2 + 2 O H − totaalreactie: Sn(s) + 2 H 2 O(l) + 2 O H − → Sn(OH ) 4

2− (aq) + H 2 (g)

e 3,1 kg Sn(s) = 3,1·103 g = 3,1·1 0 3

______ 118,7 = 26,1 mol Sn(s). Dit levert 26,1 mol SnSO4-oplossing van 2,0 M;

er kan dus 26,1

____ 2,0 = 13 L oplossing worden gemaakt.

5 Gehaltebepaling met een redoxreactie

31 a H+(aq), K+(aq), MnO4−(aq) en H2O(l)

b H+(aq), K+(aq), Cr2O72−(aq) en H2O(l)

32 a ox: Mn O 4 − + 8 H + + 5 e − → M n 2+ + 4 H 2 O 2×

red: 2 S 2 O 3 2− → S 4 O 6

2− + 2 e − 5× 2 Mn O 4

− (aq) + 16 H + (aq) + 10 S 2 O 3 2− (aq) → 2 M n 2+ (aq) + 8 H 2 O(l) + 5 S 4 O 6

2− (aq) +

b van kleurloos naar (licht)rozec 12,52 mL 0,015 M KMnO4 bevat 12,52 × 0,015 = 0,188 mmol MnO4

−(aq). Dit heeft gereageerd met 5 × 0,188 = 0,939 mmol S2O3

2−(aq) in 10,00 mL. Dus de molariteit van de natriumthiosulfaatoplossing

is 0,939

_____ 10,00 = 9,4·10−2 M.


22

+33 a ox: H 2 O 2 + 2 H + + 2 e − → 2 H 2 O red: 2 I − → I 2 + 2 e − H 2 O 2 (aq) + 2 H + (aq) + 2 I − (aq) → 2 H 2 O(l) + I 2

+

b van kleurloos naar blauwc Vanaf het begin wordt de oplossing al blauw en die kleur zal alleen maar donkerder worden. Op deze manier kan het eindpunt van de titratie niet zichtbaar gemaakt worden. En dus kan de molariteit niet bepaald worden.

+34 a Waterstofperoxide gaat dan met zichzelf reageren, het is zowel een oxidator als een reductor. Het zal dan ontleden in water en zuurstof.b ox: Mn O 4

− + 8 H + + 5 e − → M n 2+ + 4 H 2 O 2× red: H 2 O 2 → O 2 (g) + 2 H + + 2 e − 5× 2 Mn O 4

− (aq) + 6 H + (aq) + 5 H 2 O 2 (aq) → 2 M n 2+ (aq) + 8 H 2 O(l) + 5 O 2 (g) +

c van kleurloos naar (licht)rozed De molverhouding tussen MnO4

− en H2O2 is 2 : 5 of 1 : 2,5.e 14,84 mL 0,475 M bevat 14,84 × 0,475 = 7,05 mmol = 7,05·10−3 mol MnO4

−(aq)f Dit heeft gereageerd met 2,5 × 7,05·10−3 = 1,76·10−2 mol H2O2(aq).g 1,76·10−2 mol = 1,76·10−2 × 34,015 = 5,99·10−1 g H2O2

h 25,00 mL waterstofperoxide-oplossing is 25,00 g, dus het massa% H2O2 = 5,99·1 0 −1

________ 25,00 × 100% = 2,40%

+35 eindopdracht − Kratermeer a 3 S O 2 (g) + 2 H 2 O(l) → 4 H + (aq) + 2 S O 4

2− (aq) + S(s)b pH = 0,2; [H+] = 0,6 mol L−1

c 90 ton SO2(g) = 90·106 = 9,0·107 g; dit komt overeen met 9,0·1 0 7

______ 64,064 = 1,4·106 mol per dag.

Dit geeft 1,4·1 0 6

______ 3 = 4,68·105 mol S(s); dit komt overeen met 4,68·105 × 32,06 = 1,5·107 g =

1,5·1 0 7

______ 1 0 6 = 15 ton S(s) per dag.

d CaC O 3 (s) + 2 H + (aq) → C a 2+ (aq) + C O 2 (g) + H 2 O(l)e CaSO4·2H2Of 14,75 mL 0,011 M joodwater bevat 14,75 × 0,011 = 0,162 mmol = 1,6·10−4 mol I2(aq); dit heeft gereageerd met 1,6·10−4 mol SO3

2−(aq)g 1,6·10−4 mol SO2(g) = 1,6·10−4 × 64,064 = 1,03·10−2 g; per dm3 vulkaangas is dat

1,03·1 0 −2

________ 0,30 = 3,4·10−2 g dm−3


22

+33 a ox: H 2 O 2 + 2 H + + 2 e − → 2 H 2 O red: 2 I − → I 2 + 2 e − H 2 O 2 (aq) + 2 H + (aq) + 2 I − (aq) → 2 H 2 O(l) + I 2

+

b van kleurloos naar blauwc Vanaf het begin wordt de oplossing al blauw en die kleur zal alleen maar donkerder worden. Op deze manier kan het eindpunt van de titratie niet zichtbaar gemaakt worden. En dus kan de molariteit niet bepaald worden.

+34 a Waterstofperoxide gaat dan met zichzelf reageren, het is zowel een oxidator als een reductor. Het zal dan ontleden in water en zuurstof.b ox: Mn O 4

− + 8 H + + 5 e − → M n 2+ + 4 H 2 O 2× red: H 2 O 2 → O 2 (g) + 2 H + + 2 e − 5× 2 Mn O 4

− (aq) + 6 H + (aq) + 5 H 2 O 2 (aq) → 2 M n 2+ (aq) + 8 H 2 O(l) + 5 O 2 (g) +

c van kleurloos naar (licht)rozed De molverhouding tussen MnO4

− en H2O2 is 2 : 5 of 1 : 2,5.e 14,84 mL 0,475 M bevat 14,84 × 0,475 = 7,05 mmol = 7,05·10−3 mol MnO4

−(aq)f Dit heeft gereageerd met 2,5 × 7,05·10−3 = 1,76·10−2 mol H2O2(aq).g 1,76·10−2 mol = 1,76·10−2 × 34,015 = 5,99·10−1 g H2O2

h 25,00 mL waterstofperoxide-oplossing is 25,00 g, dus het massa% H2O2 = 5,99·1 0 −1

________ 25,00 × 100% = 2,40%

+35 eindopdracht − Kratermeer a 3 S O 2 (g) + 2 H 2 O(l) → 4 H + (aq) + 2 S O 4

2− (aq) + S(s)b pH = 0,2; [H+] = 0,6 mol L−1

c 90 ton SO2(g) = 90·106 = 9,0·107 g; dit komt overeen met 9,0·1 0 7

______ 64,064 = 1,4·106 mol per dag.

Dit geeft 1,4·1 0 6

______ 3 = 4,68·105 mol S(s); dit komt overeen met 4,68·105 × 32,06 = 1,5·107 g =

1,5·1 0 7

______ 1 0 6 = 15 ton S(s) per dag.

d CaC O 3 (s) + 2 H + (aq) → C a 2+ (aq) + C O 2 (g) + H 2 O(l)e CaSO4·2H2Of 14,75 mL 0,011 M joodwater bevat 14,75 × 0,011 = 0,162 mmol = 1,6·10−4 mol I2(aq); dit heeft gereageerd met 1,6·10−4 mol SO3

2−(aq)g 1,6·10−4 mol SO2(g) = 1,6·10−4 × 64,064 = 1,03·10−2 g; per dm3 vulkaangas is dat

1,03·1 0 −2

________ 0,30 = 3,4·10−2 g dm−3


23

9 Polymeren

Praktijk Kevlar®

vragen

1 a Aramide is een afkorting van aromatisch en polyamide.b Kevlar® heeft een zeer hoge treksterkte, is licht van gewicht, heeft een hoge warmteresistentie, geringe brandbaarheid, kan in composieten verwerkt worden.

2 a Het versterkt de autoband.b Stalen draden worden vervangen door lichtgewicht vezeldraden.c Het kan de warmte zeer goed tegenhouden.d De energie die in de kogel zit, wordt snel over een groot gebied verspreid waardoor de snelheid van de kogel heel snel afneemt.

3 a Zij onderzocht het product van een in eerste instantie mislukte proef. Het bleek dat ze een nieuwe supervezel gemaakt had.b Het kost minder energie en de apparatuur hoeft niet aan strenge eisen te voldoen. Wellicht dat het proces ook beter controleerbaar is.

4 a Op microniveau, want het is op moleculair niveau weergegeven.b atoombindingenc waterstofbruggend Kristallijn is als de ketens netjes geordend liggen, dus steeds op dezelfde manier naast elkaar liggen.

5 a N/tex geeft de treksterkte in newton aan per gram van 1000 m vezels.b Bij een hoge N/tex, want dan moet je voor eenzelfde hoeveelheid vezel meer kracht uitoefenen om de binding te verbreken.

6 a Composieten worden gemaakt om de eigenschappen van de stof te verbeteren.b aramideversterkte, koolstofversterkte en glasvezelversterkte composietenc aramideversterkte: fenolhars of epoxyhars is de basis, aramidevezels de toevoeging; koolstof-versterkte: epoxyhars is de basis, koolstofvezels de toevoeging; glasvezelversterkte: polyesterhars is de basis, glasvezels de toevoeging

toepassing

7 a polymerisatie onder afsplitsing van een klein molecuulb

c De ketens moeten netjes gerangschikt naast elkaar liggen om een zo sterk mogelijke binding te krijgen.

8 Geconcentreerd zwavelzuur reageert met de NH-groepen waardoor positieve ionen ontstaan. Hierdoor verdwijnen de H-bruggen tussen de ketens.

C

CC

C

CC

C

C

O

OH

OH

O

C

CC

C

CC

N

N

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H


24

9 a uit hexaandizuur en hexaan-1,6-diamine:

b Bij Kevlar® is een vlakke structuur mogelijk waardoor stapeling een zeer compacte structuur oplevert. Nylon-6,6 heeft een meer driedimensionale structuur waardoor de stapeling niet tot een compacte structuur leidt.

Praktijk De 3D-printer

vragen

1 a driedimensionaalb metalen, kunststoffen, gipspoederc Een materiaal dat als poeder of als vloeistof gemakkelijk te verwerken is tot een eindproduct.

2 a ontwerpen, omzetten in STL-format, laag voor laag printen, schoonmaken/afwerkenb CAD = Computer Aided Design; STL-format = STereoLithografi e

3 a nylonb staal, keramiek, zilver

4 a composietenb om je eigen smartphone te ontwerpen

5 a een vloeibare gallium-indiumlegeringb De vloeistofdruppels oxideren snel aan de buitenkant. De gevormde oxidelaagjes hechten weer goed met nieuwe oxidelaagjes.c metaalbinding in de druppel, ionbinding aan de buitenkant van de druppeld Nee, de auteur verwacht dat de bouwwerkjes bij een zuchtje wind al omvallen.

toepassing

6 a Beide materialen bestaan uit langgerekte moleculen die als spaghetti met elkaar verstrengeld zijn.b Tussen de nylonmoleculen/polyestermoleculen is de zwakke vanderwaalsbinding aanwezig en op enkele plaatsen ook nog H-bruggen. Deze bindingen zijn door warmtetoevoer gemakkelijk te verbreken.

Theorie

1 Kunststoffen

1 Mogelijke antwoorden zijn:Huishoudelijke voorwerpen: wekkers, deodorantfl esjes, tandenborstels, haarborstels, balpennen, synthe-tische dekbedvulling, zeeppompjes, kliko, kunststof mok, beker of bord.Verpakkingsmateriaal: folies, draagtassen, fl essen, kratten.Transport: auto (bumper, bekleding), vliegtuig, boot, fi etsonderdelen.Sport: tennisracket, surfplank, zeilboot, wetsuite, skates.De bouw: kunststof kozijnen, lichtkoepel, dakgoot, bad, afvoerleiding.Modeartikelen: kleding, schoenen, tassen, zonnebrillen, sieraden.Elektronica: computer, laptop, iPad, mp3-speler, smartphone, elektriciteitssnoeren.

NH2C

H2C

H2C

H2C

H2C

H2C N C

H2C

H2C

HHH2C

H2C

O

C

O

HH OHHO


24

9 a uit hexaandizuur en hexaan-1,6-diamine:

b Bij Kevlar® is een vlakke structuur mogelijk waardoor stapeling een zeer compacte structuur oplevert. Nylon-6,6 heeft een meer driedimensionale structuur waardoor de stapeling niet tot een compacte structuur leidt.

Praktijk De 3D-printer

vragen

1 a driedimensionaalb metalen, kunststoffen, gipspoederc Een materiaal dat als poeder of als vloeistof gemakkelijk te verwerken is tot een eindproduct.

2 a ontwerpen, omzetten in STL-format, laag voor laag printen, schoonmaken/afwerkenb CAD = Computer Aided Design; STL-format = STereoLithografi e

3 a nylonb staal, keramiek, zilver

4 a composietenb om je eigen smartphone te ontwerpen

5 a een vloeibare gallium-indiumlegeringb De vloeistofdruppels oxideren snel aan de buitenkant. De gevormde oxidelaagjes hechten weer goed met nieuwe oxidelaagjes.c metaalbinding in de druppel, ionbinding aan de buitenkant van de druppeld Nee, de auteur verwacht dat de bouwwerkjes bij een zuchtje wind al omvallen.

toepassing

6 a Beide materialen bestaan uit langgerekte moleculen die als spaghetti met elkaar verstrengeld zijn.b Tussen de nylonmoleculen/polyestermoleculen is de zwakke vanderwaalsbinding aanwezig en op enkele plaatsen ook nog H-bruggen. Deze bindingen zijn door warmtetoevoer gemakkelijk te verbreken.

Theorie

1 Kunststoffen

1 Mogelijke antwoorden zijn:Huishoudelijke voorwerpen: wekkers, deodorantfl esjes, tandenborstels, haarborstels, balpennen, synthe-tische dekbedvulling, zeeppompjes, kliko, kunststof mok, beker of bord.Verpakkingsmateriaal: folies, draagtassen, fl essen, kratten.Transport: auto (bumper, bekleding), vliegtuig, boot, fi etsonderdelen.Sport: tennisracket, surfplank, zeilboot, wetsuite, skates.De bouw: kunststof kozijnen, lichtkoepel, dakgoot, bad, afvoerleiding.Modeartikelen: kleding, schoenen, tassen, zonnebrillen, sieraden.Elektronica: computer, laptop, iPad, mp3-speler, smartphone, elektriciteitssnoeren.

NH2C

H2C

H2C

H2C

H2C

H2C N C

H2C

H2C

HHH2C

H2C

O

C

O

HH OHHO


25

Meubels en decoratie: lampen, stoelen, tafels, tapijt.Recreatie: toestellen in speeltuin, attracties in pretparken, aankleding.Medische sector: handschoenen, infuuszakken, spuiten, klompen, kleding, contactlenzen, kunststof heup, hechtdraad, (sport)prothesen.Energievoorziening: zonnecellen, zonnecollectoren, onderdelen windturbines.Landbouw: afdekfolie, opslagtank, folie, silo.Rubber: autobanden, zolen van schoenen, rubberen balletjes en kogels, sommige handvatten, condooms, fi etszadels, stopjes, doppen, trillingdempers.

2 Lange polymeermoleculen hebben onderling een veel sterkere vanderwaalsbinding dan korte polymeer-moleculen.

3 licht van gewicht, aantasting is gering, kunststoffen zijn vaak goed vervormbaar, eigenschappen zijn goed te beïnvloeden, onderling mengbaar, mengbaar met andere stoffen (composieten)

4 a Weekmakers bevatten korte moleculen die tussen de zeer lange polymeermoleculen in gaan zitten. Hierdoor worden de vanderwaalsbindingen tussen de moleculen zwakker.b De kunststof is vrij goed vervormbaar, zelfs bij lagere temperaturen.

5 a Thermoplasten zijn kunststoffen die bij verwarmen zacht worden.b elektriciteitsbuizen (pvc); plastic emmer (polypropeen); koffi ebekertjes (polystyreen)

6 a Thermoharders zijn kunststoffen die bij verwarmen hard blijven of bij sterke verhitting gaan ontleden.b wc-bril, broodtrommel, purschuim

2 Polyalkenen en rubber

7

8 a

b

9 a

b

+10 a

b

c De massa van een eenheid 2-methylbuta-1,3-dieen, C5H8, is 68,11 u.

Dan is: 2,0·1 0 5

______ 68,11 = 2,9·103 eenheden.

H2C CH

H2C CH3 H2C C

H

H2C CH3+ Cl2

Cl Cl

H2C CH

CH3

CH2 CH

CH3

CH2 CH CH2 CH

CH3 CH3

CH2 CH

CH2

CH2 CH CH2 CH

CH2 CH2

CH3 CH3 CH3

CH CH

CH3

CH CH CH CH

CH3 CH3CH3 CH3 CH3

H2C C CH

CH2

CH3

CH2

C CH

H2C

CH3 H2C C C

H

H2C

H2C C C

HCH2

CH3 CH3


26

11 Er zijn dan heel veel dwarsverbindingen zodat er een thermoharder gevormd is.

+12

3 Esters

13 a

b

c

d

14 a

b Het zwavelzuur is de katalysator.c condensatiereactied Extractie: propaanzuur en ethanol lossen prima op in water, de gevormde ester niet.

15 a Isomeren zijn stoffen met dezelfde molecuulformule maar een verschillende structuurformule.b

c

16 a

b hydrolysereactie

+17 Alkaanzuren en alkanolen hebben een OH-groep die met watermoleculen H-bruggen kunnen vormen; esters kunnen dat niet, want ze hebben geen OH-groep.

+18 a 5,0 mL ethaanzuur = 5,0 × 1,04 = 5,2 g en 5,2 g = 5,2 ______ 60,052 = 8,7·10−2 mol ethaanzuur

5,0 mL propaan-1-ol = 5,0 × 0,78 = 3,9 g en 3,9 g = 3,9

_____ 60,09 = 6,5·10−2 mol propaan-1-ol

b 2,8 mL ester = 2,8 × 1,32 = 3,7 g en 3,7 g = 3,7 ______ 102,13 = 3,6·10−2 mol ester

c Er kan maximaal 6,5·10−2 mol ester ontstaan, dus percentage opbrengst = 3,6·1 0 −2

_______ 6,5·1 0 −2 × 100% = 56%.

CH2HC CH2

HC CH2

HC

CH

CH2

CH

CH2

CH

CH2

H3C OH HO C H3C O C

O

H

O

H + H2O+ +

H2C OH HO C

H2C O C

O

CH3

O

CH3 + H2O+ H3CH3C +

H2C OH HO C

H2C O C

O

CH

O

CH + H2O+ H3CH3C CH3

OH

CH3

OH

+

HC OH HO C

HC O C

O

H

O

H + H2O+ H3CH3C

CH3 CH3

+

H2C OH HO C

H2C O C

OH2C

OH2C + H2O+ H3CH3C CH3 CH3+

H3C CO

OHO C H

O

H3C

ethaanzuur methylmethanoaat

H2C C

O

OHO C H

OH2C

propaanzuur ethylmethanoaat

H3C H3C O C CH3

O

H3C

methylethanoaat

H2C OH HO C

H2C O C

OH2C

OH2C + H2O +H3C H3C CH3CH3


26

11 Er zijn dan heel veel dwarsverbindingen zodat er een thermoharder gevormd is.

+12

3 Esters

13 a

b

c

d

14 a

b Het zwavelzuur is de katalysator.c condensatiereactied Extractie: propaanzuur en ethanol lossen prima op in water, de gevormde ester niet.

15 a Isomeren zijn stoffen met dezelfde molecuulformule maar een verschillende structuurformule.b

c

16 a

b hydrolysereactie

+17 Alkaanzuren en alkanolen hebben een OH-groep die met watermoleculen H-bruggen kunnen vormen; esters kunnen dat niet, want ze hebben geen OH-groep.

+18 a 5,0 mL ethaanzuur = 5,0 × 1,04 = 5,2 g en 5,2 g = 5,2 ______ 60,052 = 8,7·10−2 mol ethaanzuur

5,0 mL propaan-1-ol = 5,0 × 0,78 = 3,9 g en 3,9 g = 3,9

_____ 60,09 = 6,5·10−2 mol propaan-1-ol

b 2,8 mL ester = 2,8 × 1,32 = 3,7 g en 3,7 g = 3,7 ______ 102,13 = 3,6·10−2 mol ester

c Er kan maximaal 6,5·10−2 mol ester ontstaan, dus percentage opbrengst = 3,6·1 0 −2

_______ 6,5·1 0 −2 × 100% = 56%.

CH2HC CH2

HC CH2

HC

CH

CH2

CH

CH2

CH

CH2

H3C OH HO C H3C O C

O

H

O

H + H2O+ +

H2C OH HO C

H2C O C

O

CH3

O

CH3 + H2O+ H3CH3C +

H2C OH HO C

H2C O C

O

CH

O

CH + H2O+ H3CH3C CH3

OH

CH3

OH

+

HC OH HO C

HC O C

O

H

O

H + H2O+ H3CH3C

CH3 CH3

+

H2C OH HO C

H2C O C

OH2C

OH2C + H2O+ H3CH3C CH3 CH3+

H3C CO

OHO C H

O

H3C

ethaanzuur methylmethanoaat

H2C C

O

OHO C H

OH2C

propaanzuur ethylmethanoaat

H3C H3C O C CH3

O

H3C

methylethanoaat

H2C OH HO C

H2C O C

OH2C

OH2C + H2O +H3C H3C CH3CH3


27

4 Polyesters en polyamiden

19 a

b

+20

C CC

CCCC C

O O

O O

H H

HH

H2C

H2C

H2C

21 a

b

c

d Er zitten steeds afwisselend 6 C-atomen van het dizuur en 6 C-atomen van het diamine in de structuur van het polymeer.

22 a

b

c Het polymeer is gemaakt van slechts één monomeer dat uit 6 C-atomen bestaat.

+23 a Stanyl smelt bij een veel hogere temperatuur, is thermisch stabieler, heeft een hogere elasticiteit en is chemisch resistent.b De stof is bestand tegen de invloed van andere chemicaliën.c hexaandizuurd

e Condensatiepolymerisatie, want er wordt bij de vorming van het polymeer een klein molecuul afgesplitst, in dit geval water.f Het getal 4 slaat op het aantal C-atomen van het butaandiamine, het getal 6 op het aantal C-atomen van het dizuur.g

h

5 Kunststof verwerken

24 emmers, behuizing koffi ezetapparaat, bekers, gieters, plantenpotten, wasbakken, schalen, bakjes, knoppen

25 buizen, raamkozijnen, dakgoten, lamellen, vensterprofi elen, tochtstrips, golfplaten, folies, kabels, (medische) slangen

26 Thermoplasten kunnen door verwarmen vloeibaar gemaakt worden en in een mal gegoten worden. Thermoharders worden niet vloeibaar bij verwarmen.

27 Extruderen is een continuproces, spuitgieten is steeds opnieuw een voorwerp maken.

CH2C C HO

H2C

H2C OHOHHO

O O

CH2C C OO

O O

CH2 CH2 O CH2C C O CH2 CH2

O O

H2NH2C

H2C

H2C

H2C

H2C

H2C NH2HO C

H2C

H2C

H2C

H2C C OH

OO

NH2C

H2C

H2C

H2C

H2C

H2C NC

H2C

H2C

H2C

H2C C

OO H

NH2C

H2C

H2C

H2C

H2C

H2C NC

H2C

H2C

H2C

H2C C

OO HH H

NH2C

H2C

H2C

H2C

H2C

H2C NC

H2C

H2C

H2C

H2C C

OO H H

H NH2C

H2C

H2C

H2C

H2C C OH

H O

NH2C

H2C

H2C

H2C

H2C C

H O

NH2C

H2C

H2C

H2C NC

H2C

H2C

H2C

H2C C

OO H

NH2C

H2C

H2C

H2C NC

H2C

H2C

H2C

H2C C

OO HH H

C CH

C N H C N N CH2C

H2C C N

H

H+

H2NH2C

H2C

H2C

H2C NH2+ 4 H2N C

H2C

H2C C N


28

28 deksels, kratten, wegwerpbekertjes, plexiglas, trespa

29 Bij spuitgieten begin je met granulaat (kunststofkorrels), terwijl je bij vacuümvormen met een kunststof plaat begint. Hieraan gaat dus een bewerking vooraf, bijvoorbeeld extruderen.

De beide technieken hebben ook een andere manier van verwarmen: bij spuitgieten ontstaat warmte door het draaien van de schroef, bij vacuümvormen wordt de kunststof plaat verwarmd door een aparte verwarmer.

Bij spuitgieten wordt de kunststof in een matrijs gespoten, bij vacuümvormen zuigt de mal de kunststof in de matrijs.

30 kogelwerend vest, vliegtuigromp van glasvezelversterkte kunststof, koolstofversterkte kunststof bij een racefi ets, tennisracket versterkt met aramidevezel

6 Bioplastics

31 Grondstoffen die weer op korte termijn bijgemaakt kunnen worden, bijvoorbeeld zetmeel.

32 Een biogebaseerde economie drijft op het gebruik van biomassa voor het produceren van niet-voedsel-producten. Biomassa is geschikt om fossiele grondstoffen te vervangen.

33 a C 12 H 22 O 11 + H 2 O → 4 C 2 H 6 O + 4 C O 2 b Etheen wordt uit aardolie gemaakt: de naftafractie wordt gekraakt waarbij onder andere etheen ontstaat.c

d

e Er wordt geen gebruikgemaakt van fossiele brandstoffen maar van hernieuwbare grondstoffen.

34 a C 6 H 12 O 6 → 2 C 3 H 6 O 3 b

c

d De PLA-schroeven zijn afbreekbaar. Het lichaam breekt ze na verloop van tijd volledig af tot melkzuur en dat is een lichaamseigen stof.

+35 a C 6 H 6 O 3 + 2 H 2 O → C 6 H 4 O 5 + 6 H + + 6 e − b 100 L bevat 2450 g HMF. Dat is 2450 ______ 126,11 = 19,4 mol HMF dat voor 97% omgezet wordt in FDCA,

dus 97 ____ 100 × 19,4 = 18,8 mol FDCA. Dat komt overeen met 18,8 × 156,09 = 2942 g = 2,9 kg.

c

d PEF is een thermoplast, want het bestaat uit lange ketenvormige moleculen zonder crosslinks (dwarsverbindingen), net als PET.e Niet helemaal, want het is niet zeker dat de stof ethaan-1,2-diol biogebaseerd is.

+36 a butaandizuurb

c Bio geeft aan dat het op biologische wijze geproduceerd is, namelijk door fermentatie van plantaardige grondstoffen.

H3CH2C OH H2C CH2 + H2O

H2C CH2H2C

H2Cn

n

H3CHC C

OH

O

OH

OHC C

CH3

O

OHC C O

HC C O

O O

CH3 CH3

HC C

CH3

O

HOH2C

H2C OH

CH2C

H2C C

O

OH

O

HO


28

28 deksels, kratten, wegwerpbekertjes, plexiglas, trespa

29 Bij spuitgieten begin je met granulaat (kunststofkorrels), terwijl je bij vacuümvormen met een kunststof plaat begint. Hieraan gaat dus een bewerking vooraf, bijvoorbeeld extruderen.

De beide technieken hebben ook een andere manier van verwarmen: bij spuitgieten ontstaat warmte door het draaien van de schroef, bij vacuümvormen wordt de kunststof plaat verwarmd door een aparte verwarmer.

Bij spuitgieten wordt de kunststof in een matrijs gespoten, bij vacuümvormen zuigt de mal de kunststof in de matrijs.

30 kogelwerend vest, vliegtuigromp van glasvezelversterkte kunststof, koolstofversterkte kunststof bij een racefi ets, tennisracket versterkt met aramidevezel

6 Bioplastics

31 Grondstoffen die weer op korte termijn bijgemaakt kunnen worden, bijvoorbeeld zetmeel.

32 Een biogebaseerde economie drijft op het gebruik van biomassa voor het produceren van niet-voedsel-producten. Biomassa is geschikt om fossiele grondstoffen te vervangen.

33 a C 12 H 22 O 11 + H 2 O → 4 C 2 H 6 O + 4 C O 2 b Etheen wordt uit aardolie gemaakt: de naftafractie wordt gekraakt waarbij onder andere etheen ontstaat.c

d

e Er wordt geen gebruikgemaakt van fossiele brandstoffen maar van hernieuwbare grondstoffen.

34 a C 6 H 12 O 6 → 2 C 3 H 6 O 3 b

c

d De PLA-schroeven zijn afbreekbaar. Het lichaam breekt ze na verloop van tijd volledig af tot melkzuur en dat is een lichaamseigen stof.

+35 a C 6 H 6 O 3 + 2 H 2 O → C 6 H 4 O 5 + 6 H + + 6 e − b 100 L bevat 2450 g HMF. Dat is 2450 ______ 126,11 = 19,4 mol HMF dat voor 97% omgezet wordt in FDCA,

dus 97 ____ 100 × 19,4 = 18,8 mol FDCA. Dat komt overeen met 18,8 × 156,09 = 2942 g = 2,9 kg.

c

d PEF is een thermoplast, want het bestaat uit lange ketenvormige moleculen zonder crosslinks (dwarsverbindingen), net als PET.e Niet helemaal, want het is niet zeker dat de stof ethaan-1,2-diol biogebaseerd is.

+36 a butaandizuurb

c Bio geeft aan dat het op biologische wijze geproduceerd is, namelijk door fermentatie van plantaardige grondstoffen.

H3CH2C OH H2C CH2 + H2O

H2C CH2H2C

H2Cn

n

H3CHC C

OH

O

OH

OHC C

CH3

O

OHC C O

HC C O

O O

CH3 CH3

HC C

CH3

O

HOH2C

H2C OH

CH2C

H2C C

O

OH

O

HO


29

d Het smaakt zowel bitter, zout als zuur.e De plaatsaanduiding van de OH-groepen is niet aangegeven.f butaan-1,4-diolg cis-buteendizuurh

i

j

k Het maken van bier en wijn is een eeuwenoud proces, en bij dat proces ontstaat ook altijd barn-steenzuur.

7 Bijzondere polymeren

37

38 Slime is vervormbaar, is een gel, dus op macroniveau een thermoplast; Slime op microniveau bestaat uit lange polymeerketens bijeengehouden door waterstofbruggen, dus een thermoplast.

39 a lijm, post-it, plakstrips voor het sluiten van een envelop, bandenreparatiemiddelb Leg de toepassingen voor aan je docent.

40 a

b propeenzuurc De carbonzuurgroep reageert met OH−(aq) tot natriumzout en water.

41 a Superabsorberend betekent dat de luier grote hoeveelheden urine kan opnemen. Door de instroom van urine lossen de Na+-ionen die op de polymeerketens zitten op. Er blijven negatief geladen COO−-ionen over die elkaar afstoten, waardoor de polymeerketens zich strekken. Daardoor wordt het oppervlak groter en kan er meer urine door de poriën in de luiers worden opgenomen en vast gehouden, de superslurper zwelt op. Ook spelen H-bruggen daarbij een rol.b incontinentieluiers, maandverband, kleed voor in hondenmand, korrels bij planten, brand vertragend materiaal

42 Polyetheenmoleculen hebben geen geconjugeerd systeem, waardoor ze niet geleidend zijn.

43 a

b Er zijn afwisselend enkele en dubbele bindingen in de structuurformule.

44 a plastic transistoren, buigzame led-lampjes, oprolbare zonnecellenb oprolbaar tv-scherm, tentdoek als zonnecel, lichtgevende en van kleur veranderende muren

45 zelfherstellende autolak, zelfherstellende skibril, zelfherstellende vliegtuigvleugels, elektronische componenten in continu draaiende machines

+46 a Thermoplasten bestaan uit lange polymeermoleculen, die langs elkaar heen kunnen schuiven. Tussen de ketens zijn alleen vanderwaalskrachten aanwezig. Bij verwarming worden thermoplasten zacht.b Wanneer de bolletjes groter zijn, worden de vanderwaalskrachten tussen de ketens meer verstoord. Hierdoor neemt de sterkte van het materiaal in zijn geheel af.

CC C

C OHO

O

OH

H HHC CH

CCO OO

O CH2C

H2C C O

H2C

H2C O C

H2C

H2C C O

H2C

O O O OH2C

H2C

H2C

H2C

H2C

H2C CH

OH

H2C

HC

H2C

HC

H2C

HC

C C

H2C

C

HC

CO

OH

O

OH

O

OH

O

OH

CH

CH

CH

CH

CH

CH

CH

CH


30

c Als er meer bolletjes zijn, worden de vanderwaalskrachten tussen de ketens meer verstoord. Hierdoor neemt de sterkte van het materiaal in zijn geheel af.d Bij aanraking start de reactie van polymerisatie. Bij een beschadiging die dan later optreedt, is geen monomeer meer aanwezig op die plek.e Verven: levensduur wordt langer omdat de verf een afsluitende laag krijgt.

Voertuigonderdelen: levensduur wordt verlengd omdat het onderdeel langer mee kan gaan; de veilig heid wordt vergroot omdat het minder snel stuk gaat.

Protheses: levensduur wordt verlengd en hierdoor hoeven minder snel nieuwe operaties uitgevoerd te worden.f Als de concentratie katalysator hoger is, vinden meer reacties tegelijk plaats en worden de ketens gemiddeld kleiner. Dit geeft kleinere vanderwaalskrachten tussen ketens onderling. De sterkte van het totale materiaal zal dan minder zijn.g Een legering is een mengsel van twee samengesmolten metalen.h Als de stof reageert op een elektrische spanning, moeten er geladen deeltjes aanwezig zijn en dat is bij polymeren niet altijd het geval.

8 Kunststoffen hergebruiken

47 Om van biomassa aardolie te maken, duurt 10 tot 100 miljoen jaar. De verbranding van brandstoffen gaat daarentegen heel erg snel.

48 Om de koolstofkringloop weer in balans te krijgen, moet de route van biomassa naar brandstof aan-zienlijk worden ingekort. Hoe dat gaat, leer je in hoofdstuk 11.

49

+50 Papieren bekertje: − Het bekertje niet verbranden maar afwassen en een paar keer opnieuw gebruiken. − Het afval niet verbranden maar verzamelen en opnieuw in het productieproces gebruiken; daardoor

wordt de kringloop een stuk korter. Plastic bekertje: − Het bekertje niet verbranden maar afwassen en een paar keer opnieuw gebruiken. − Het afval niet verbranden maar verzamelen en opnieuw in het productieproces gebruiken, recyclen;

daardoor wordt de kringloop een stuk korter. − Geen wegwerpbekertje maken maar een bekertje van hard plastic dat heel lang mee kan gaan.

51 Typ in een zoekmachine in: “kringloop biologische landbouw” of “producten in biologische kringloop”.

52 Typ in een zoekmachine in: “producten in technische kringloop”.

53 glas, aluminium, ijzer, papier, plastic


30

c Als er meer bolletjes zijn, worden de vanderwaalskrachten tussen de ketens meer verstoord. Hierdoor neemt de sterkte van het materiaal in zijn geheel af.d Bij aanraking start de reactie van polymerisatie. Bij een beschadiging die dan later optreedt, is geen monomeer meer aanwezig op die plek.e Verven: levensduur wordt langer omdat de verf een afsluitende laag krijgt.

Voertuigonderdelen: levensduur wordt verlengd omdat het onderdeel langer mee kan gaan; de veilig heid wordt vergroot omdat het minder snel stuk gaat.

Protheses: levensduur wordt verlengd en hierdoor hoeven minder snel nieuwe operaties uitgevoerd te worden.f Als de concentratie katalysator hoger is, vinden meer reacties tegelijk plaats en worden de ketens gemiddeld kleiner. Dit geeft kleinere vanderwaalskrachten tussen ketens onderling. De sterkte van het totale materiaal zal dan minder zijn.g Een legering is een mengsel van twee samengesmolten metalen.h Als de stof reageert op een elektrische spanning, moeten er geladen deeltjes aanwezig zijn en dat is bij polymeren niet altijd het geval.

8 Kunststoffen hergebruiken

47 Om van biomassa aardolie te maken, duurt 10 tot 100 miljoen jaar. De verbranding van brandstoffen gaat daarentegen heel erg snel.

48 Om de koolstofkringloop weer in balans te krijgen, moet de route van biomassa naar brandstof aan-zienlijk worden ingekort. Hoe dat gaat, leer je in hoofdstuk 11.

49

+50 Papieren bekertje: − Het bekertje niet verbranden maar afwassen en een paar keer opnieuw gebruiken. − Het afval niet verbranden maar verzamelen en opnieuw in het productieproces gebruiken; daardoor

wordt de kringloop een stuk korter. Plastic bekertje: − Het bekertje niet verbranden maar afwassen en een paar keer opnieuw gebruiken. − Het afval niet verbranden maar verzamelen en opnieuw in het productieproces gebruiken, recyclen;

daardoor wordt de kringloop een stuk korter. − Geen wegwerpbekertje maken maar een bekertje van hard plastic dat heel lang mee kan gaan.

51 Typ in een zoekmachine in: “kringloop biologische landbouw” of “producten in biologische kringloop”.

52 Typ in een zoekmachine in: “producten in technische kringloop”.

53 glas, aluminium, ijzer, papier, plastic


31

54 Een paar voorbeelden waarbij het materiaal opnieuw wordt gebruikt: meubels gemaakt van sloophout, (schouder)tassen gemaakt van zeildoek van vrachtwagens.

+55 a voor de upcycling van plastic fl essenb Bij recycling gebruik je het bestaande polymeer opnieuw. Bij recycling treedt verlies van kwaliteit op.

Bij upcycling zijn er twee mogelijkheden: − het bestaande polymeer krijgt een tweede leven in een nieuw product (opgave 54); − je zet het polymeer om in een ander polymeer, voor een nieuwe duurzame toepassing. In beide gevallen van upcycling is er geen sprake van kwaliteitsverlies.

c

d Er worden grondstoffen gebruikt om bepaalde producten te maken. Wanneer de producten worden afgedankt (op een vuilstort of verbrand), zijn de grondstoffen verloren gegaan. Dat is van de wieg tot het graf.

Wanneer je probeert om de producten opnieuw te gebruiken of als uitgangsstof voor een ander product, gaan de oorspronkelijke grondstoffen niet verloren. Dit is een duurzame oplossing en wordt cradle-to-cradle genoemd.e Er worden grondstoffen gebruikt om bepaalde producten te maken. Wanneer de producten worden afgedankt (op een vuilstort of verbrand), zijn de grondstoffen verloren gegaan. Wanneer je probeert om de producten opnieuw te gebruiken of als uitgangsstof voor een ander product, gaan de oorspronkelijke grondstoffen niet verloren. Dit is een duurzame oplossing.f Het milieu wordt minder belast door PET om te zetten in PBT dan wanneer het PBT uit aardolie-producten moet worden gemaakt. Je spaart zo grondstoffen. De PET-fl essen worden niet verbrand (reductie van uitstoot van CO2). Volgens het artikel is er ook minder energie nodig om PBT op deze wijze te fabriceren, dus ook minder uitstoot van CO2.

+56 a Bij het kraakproces worden moleculen van alkanen omgezet tot kleinere moleculen van alkanen en alkenen.

Of: Bij het kraakproces worden atoombindingen in de moleculen verbroken waarbij nieuwe moleculen ontstaan.b LDPE, want dat is soepel en moeilijk breekbaar.c

d Thermoplasten bestaan uit lange ketenvormige polymeermoleculen, die aan elkaar zijn gebonden door middel van zwakke vanderwaalsbindingen. Thermoharders bestaan uit lange polymeer-moleculen die onderling door crosslinks met elkaar zijn verbonden (netwerkpolymeer). De crosslinks zijn atoombindingen.

Thermoplasten kunnen wel smelten, omdat de vanderwaalsbindingen veel zwakker zijn dan atoom-bindingen.e C 8 H 8 + 10 O 2 → 8 C O 2 + 4 H 2 O, dus 8 moleculen koolstofdioxide.

f 50 bekers: massa = 50 × 2,8 = 140 g. Dan is: 140 ______ 104,14 = 1,34 mol eenheden styreen en dus

8 × 1,34 = 10,8 mol CO2. Dit komt overeen met 10,8 × 24,5 = 260 = 2,6·102 dm3.g Voor de recycling moeten de plastics worden vervoerd. Daarbij komt koolstofdioxide vrij.

Of: Bij het recyclen van plastics wordt energie gebruikt en komt er koolstofdioxide vrij.

9 Technisch ontwerpen

57 eindopdracht − Technisch ontwerpen Laat je ontwerp beoordelen door je docent.

fysisch of chemisch proces

recycling fysisch

upcycling chemisch

HC

H2C

HC

CH3 CH3

H2C

HC

CH3

H2C


32

10 Chemie van het leven

Praktijk Voedseltransport in het lichaam

vragen

1 a in de mondb 1 enzymen in de mond die het voedsel deels afbreken en verdere afbraak in de mond

2 afbraak in maag en darmen3 opname van voedingsstoffen in de dunne darm4 verwerking tot ontlasting in de dikke darm

2 a Enzymen zijn biokatalysatoren die processen in het lichaam al bij lichaamstemperatuur laten verlopen.b Een enzym heeft een actieve plaats waar precies een molecuul in past dat omgezet moet worden.c Lipase versnelt de afbraak van lipiden (vetten).d Amylase versnelt de afbraak van amylose (zetmeel).

3 a zoutzuurb pH = −log 0,14 = 0,85

c 0,5 volume% betekent 0,5 mL per 100 mL, dus 5 mL = 5 g HCl per L. 5 g HCl = 5 ______ 36,461 = 0,14 M.

4 a Het zijn negatieve ionen dus moeten er ook positieve ionen aanwezig zijn.b HC O 3

− + H + → H 2 O + C O 2

5 a zetmeel, sacharose en soms glucose/fructoseb C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 → 6 C O 2 + 6 H 2 Oc ADP + P + energie → ATP

6 a Afvoer van water maakt het afval steviger.b diarreec Als er bijvoorbeeld een virus aanwezig is in het lichaam.

toepassing

7 a hydrolyseb Essentiële aminozuren zijn aminozuren die het lichaam zelf niet kan aanmaken. Die moeten via het voedsel binnenkomen.c

8 a Een vet is vast bij kamertemperatuur, een olie vloeibaar.b Verzadigde vetzuren zijn vetzuren met allemaal enkele C−C-bindingen.

9 Stel een onderzoeksplan op en leg dat ter goedkeuring voor aan je docent.

10 Laat je artikel beoordelen door je docent.

N C C

H H

N C

O H

C N C C

HH O O

CHCH2CH3

H

C

OHO

CH3

CH3


32

10 Chemie van het leven

Praktijk Voedseltransport in het lichaam

vragen

1 a in de mondb 1 enzymen in de mond die het voedsel deels afbreken en verdere afbraak in de mond

2 afbraak in maag en darmen3 opname van voedingsstoffen in de dunne darm4 verwerking tot ontlasting in de dikke darm

2 a Enzymen zijn biokatalysatoren die processen in het lichaam al bij lichaamstemperatuur laten verlopen.b Een enzym heeft een actieve plaats waar precies een molecuul in past dat omgezet moet worden.c Lipase versnelt de afbraak van lipiden (vetten).d Amylase versnelt de afbraak van amylose (zetmeel).

3 a zoutzuurb pH = −log 0,14 = 0,85

c 0,5 volume% betekent 0,5 mL per 100 mL, dus 5 mL = 5 g HCl per L. 5 g HCl = 5 ______ 36,461 = 0,14 M.

4 a Het zijn negatieve ionen dus moeten er ook positieve ionen aanwezig zijn.b HC O 3

− + H + → H 2 O + C O 2

5 a zetmeel, sacharose en soms glucose/fructoseb C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 → 6 C O 2 + 6 H 2 Oc ADP + P + energie → ATP

6 a Afvoer van water maakt het afval steviger.b diarreec Als er bijvoorbeeld een virus aanwezig is in het lichaam.

toepassing

7 a hydrolyseb Essentiële aminozuren zijn aminozuren die het lichaam zelf niet kan aanmaken. Die moeten via het voedsel binnenkomen.c

8 a Een vet is vast bij kamertemperatuur, een olie vloeibaar.b Verzadigde vetzuren zijn vetzuren met allemaal enkele C−C-bindingen.

9 Stel een onderzoeksplan op en leg dat ter goedkeuring voor aan je docent.

10 Laat je artikel beoordelen door je docent.

N C C

H H

N C

O H

C N C C

HH O O

CHCH2CH3

H

C

OHO

CH3

CH3


33

Praktijk Suiker als energieboost

vragen

1 a Suikerriet groeit alleen in een subtropisch klimaat.b Via het fotosyntheseproces worden koolstofdioxide en water omgezet in glucose en zuurstof.c 6 C O 2 (g) + 6 H 2 O(l) licht

_ ____ → bladgroen C 6 H 12 O 6 (s) + 6 O 2 (g)

2 a Allereerst worden de bieten schoongewassen, in reepjes gesneden en gekookt met heet water. Daarna wordt de suikeroplossing door fi ltratie gescheiden van de rest. De suikeroplossing wordt ingedampt en via centrifugering omgezet in kristalsuiker.b

3 a Fotosynthese zet koolstofdioxide om in glucose, in de cellen van je lichaam wordt glucose weer omgezet in koolstofdioxide, dit is de koolstofdioxidekringloop.b Nee, want deze koolstof was al in de koolstofkringloop aanwezig.

4 a Glucose wordt ‘verbrand’ tot koolstofdioxide en water.b De vrijkomende energie wordt gebruikt om ADP in ATP om te zetten. Elders in je lichaam kan ATP door omzetting in ADP weer energie afstaan.

5 a Suikerziekte ontstaat als het lichaam geen of te weinig insuline aanmaakt. Insuline is nodig om de bloedsuikerspiegel op een juist niveau te houden.b Diabetes I: het lichaam maakt zelf helemaal geen insuline meer aan. Het afweersysteem maakt per ongeluk de cellen die insuline aanmaken kapot. Diabetes II: het lichaam heeft te weinig insuline. Bovendien reageert het lichaam niet meer goed op insuline (ongevoeligheid voor insuline).

toepassing

6 a 66 ton suikerbieten bevat 17% = 17 ____ 100 × 66 = 11 ton suiker.

Hiervan kan 90% = 90 ____ 100 × 11 = 10 ton suiker gewonnen worden.

b sacharose: C12H22O11

c hydrolysed C 12 H 22 O 11 + H 2 O → 2 C 6 H 12 O 6 e glucose en fructose

f 12 ton C12H22O11 = 12 000 ______ 342,30 = 35 kmol. Dan reageert er ook 35 kmol water = 35 × 18,02 =

632 kg water. Dus 12 000 + 632 = 12 632 kg = 13 ton monosachariden.

g Er kan dan 10% meer suiker gewonnen worden, dus 10 ____ 100 × 11 = 1,1 ton meer.

h

i Er staat dat suikermoleculen (microniveau) zich vasthechten aan de kleine deeltjes in het bed (macroniveau).j Dat bewezen is dat het proces (op kleine schaal) werkt.k Dat het proces ook op grote schaal in een fabriek werkt.


34

Theorie

1 Voeding

1 Vergelijk je resultaten met een medeleerling en leg ze voor aan je docent.

2 a 1 g = 1 ______ 180,16 = 5,6·10−3 mol glucose. Dit levert: 5,6·10−3 × 2,816·106 = 1,6·104 = 2·104 J.

b Binas tabel 5 levert het gegeven dat 1 cal = 4,184 J. Dan is: 1,4·104 J = 1,4·1 0 4

______ 4,184 = 3,7·103 cal. Afgerond klopt dit.

3 a leveren van energie, opslag van energie in de vorm van glycogeen, leveren van vetzuren voor de vetsyntheseb aardappelen, brood, pasta, rijst, suikerc bouwstof, leveren van energie, biokatalysator (enzym)d vlees, vis, melke voedingsstof, reservevoedsel, beschermende laag (vetlaag)f vis, noten, olijven

4 Een molecuul vitamine A bevat geen OH-groepen en kan dus met de watermoleculen geen H-bruggen vormen. De moleculen zijn apolair, daardoor zal vitamine A vetoplosbaar zijn. Een molecuul vitamine C bevat 4 OH-groepen die met de watermoleculen H-bruggen kunnen vormen. Dus vitamine C zal water-oplosbaar zijn.

5 a Functionele voedingsmiddelen zijn voedingsmiddelen waaraan supplementen zijn toegevoegd.b foliumzuur voor zwangere vrouwen om open ruggetjes tegen te gaan, vitamine D voor jonge kinde-ren om de bottengroei te bevorderen, ‘ijzer’ bij bloedarmoede

+6 a Een kind moet nog fl ink groeien, het heeft dus veel bouwstoffen nodig. Een volwassene is uitge-groeid.b Een marathonloper heeft vooral veel direct bruikbare energie nodig, dus veel koolhydraten (snelle suikers).c Extra eiwitten zet aan tot meer spieren.

+7 a De overeenkomst is dat bij alle omega-3-vetzuren de eerste C=C-binding begint bij het derde C-atoom, geteld vanaf het uiteinde van de staart, dus niet vanaf −COOH.b Het molecuul heeft dan meerdere C=C-bindingen.

c

d Alfa-linoleenzuur heeft volgens Binas in totaal 18 C-atomen en geen 20 C-atomen.

e

verschillen aantal C’s aantal C=C

ALA 20 3

EPA 20 5

DHA 22 6


ALA 18 3

EPA 20 5

DHA 22 6


34

Theorie

1 Voeding

1 Vergelijk je resultaten met een medeleerling en leg ze voor aan je docent.

2 a 1 g = 1 ______ 180,16 = 5,6·10−3 mol glucose. Dit levert: 5,6·10−3 × 2,816·106 = 1,6·104 = 2·104 J.

b Binas tabel 5 levert het gegeven dat 1 cal = 4,184 J. Dan is: 1,4·104 J = 1,4·1 0 4

______ 4,184 = 3,7·103 cal. Afgerond klopt dit.

3 a leveren van energie, opslag van energie in de vorm van glycogeen, leveren van vetzuren voor de vetsyntheseb aardappelen, brood, pasta, rijst, suikerc bouwstof, leveren van energie, biokatalysator (enzym)d vlees, vis, melke voedingsstof, reservevoedsel, beschermende laag (vetlaag)f vis, noten, olijven

4 Een molecuul vitamine A bevat geen OH-groepen en kan dus met de watermoleculen geen H-bruggen vormen. De moleculen zijn apolair, daardoor zal vitamine A vetoplosbaar zijn. Een molecuul vitamine C bevat 4 OH-groepen die met de watermoleculen H-bruggen kunnen vormen. Dus vitamine C zal water-oplosbaar zijn.

5 a Functionele voedingsmiddelen zijn voedingsmiddelen waaraan supplementen zijn toegevoegd.b foliumzuur voor zwangere vrouwen om open ruggetjes tegen te gaan, vitamine D voor jonge kinde-ren om de bottengroei te bevorderen, ‘ijzer’ bij bloedarmoede

+6 a Een kind moet nog fl ink groeien, het heeft dus veel bouwstoffen nodig. Een volwassene is uitge-groeid.b Een marathonloper heeft vooral veel direct bruikbare energie nodig, dus veel koolhydraten (snelle suikers).c Extra eiwitten zet aan tot meer spieren.

+7 a De overeenkomst is dat bij alle omega-3-vetzuren de eerste C=C-binding begint bij het derde C-atoom, geteld vanaf het uiteinde van de staart, dus niet vanaf −COOH.b Het molecuul heeft dan meerdere C=C-bindingen.

c

d Alfa-linoleenzuur heeft volgens Binas in totaal 18 C-atomen en geen 20 C-atomen.

e


ALA 20 3

EPA 20 5

DHA 22 6


ALA 18 3

EPA 20 5

DHA 22 6


35

f linolzuur en arachidonzuurg

linolzuur: C18H31O2; arachidonzuur: C20H32O2

h De eerste C=C-binding begint bij het zesde C-atoom, geteld vanaf het uiteinde van de staart.i Theorie I: ze werken in op de ionkanalen in de celwanden.

Theorie II: ze worden ingebouwd in de celmembranen en geven extra fl exibiliteit.

2 Vetten en oliën

8 a Onverzadigde vetzuren bevatten een of meer dubbele C=C-bindingen terwijl verzadigde vetzuren alleen enkele C−C-bindingen bevatten.b Zonnebloemolie is een olie en bevat dus voornamelijk onverzadigde vetzuren.

9 a Nee, want alkanen bevatten geen carboxylgroep, oliën wel.b Het zijn beide vloeistoffen.

10 a

b Het bevat onverzadigde vetzuren dus zal het een olie zijn en daarmee is de stof vloeibaar.

11 a boterzuur, palmitinezuur en stearinezuurb Voeg aan het vetzuur een beetje broomwater toe en schud goed. Als de gele kleur verdwijnt, waren er C=C-bindingen aanwezig. Dan heb je een onverzadigd vetzuur aangetoond.

12 a C18H32O2

b linolzuur, octadeca-9,12-dieenzuur

+13 a 8: elke arachidon 4 C=C, palmitine 0b

c 18 mol bevat 18 × 8 mol C=C-bindingen. Per mol C=C-binding is 1 mol H2 nodig, dus totaal 144 mol H2 = 144 × 2,016 = 2,9·102 g waterstof.

14 a Nee, want bij hydrolyse reageert een stof met water en heb je dus twee beginstoffen. Bij een ontledingsreactie is er maar één beginstof.b Hydrolyse is een reactie met water. Water = hydro, reactie = lyse.

15 a C 17 H 31 COOH + O H − → C 17 H 31 CO O − + H 2 Ob Het zuurrestion heeft een lange apolaire staart en een polaire kop. De lange apolaire staart vormt vanderwaalsbindingen met de vetmoleculen en de polaire kop wordt gehydrateerd door de water-moleculen.

H3CCH2

H2C

CH2

H2C

CH

HC

CH2

HC

CH

H2C

CH2

H2C

CH2

H2C

CH2

H2C

COOH

linolzuur

arachidonzuur

H3CCH2

H2C

CH2

H2C

CH

HC

CH2

HC

CH

H2C

CH

HC

CH2

HC

CH

H2C

CH2

H2C

COOH

H

C

C

C

H O

OH

OH

C

C

C

OC17H33

C17H31

C17H29

O

O

H

H

C

C

C

H O

OH

OH

C

C

C

OC15H31

C19H31

C19H31

O

O

H

H

C

C

C

H O

OH

OH

C

C

C

OC19H31

C15H31

C19H31

O

O

H


36

+16 a C 20 : 4 (n − 6)b

palmitinezuur

stearinezuur

stearinezuur

3 Koolhydraten

17 a glucose: C6H12O6; fructose: C6H12O6

b Ja, want ze hebben dezelfde molecuulformule maar een andere structuurformule.c C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 → 6 C O 2 + 6 H 2 O

18 De moleculen zijn al direct opneembaar in het bloed terwijl zetmeelmoleculen eerst door enzymen afgebroken moeten worden in kleinere moleculen voordat ze opgenomen kunnen worden in het bloed.

19 Glucose heeft per molecuul 5 OH-groepen die met de watermoleculen H-bruggen kunnen vormen.

20 Koeien hebben enzymen die het cellulose in het gras kunnen afbreken, mensen hebben dat soort enzymen niet.

+21 a

b

+22 a Splendab Het is een natuurproduct, want men gaat uit van sacharose en dat komt uit suikerbieten. Het is een chemisch product, want het wordt in een fabriek gemaakt.c Een stof die gemaakt wordt uit een andere stof kan heel andere eigenschappen hebben, dus deze uitspraak is niet juist.d

e “Het gerucht gaat echter dat bij de chlorering het beruchte gifgas fosgeen te pas komt.”f sacharose: C12H22O11; sucralose: C12H19O8Cl3

g C 12 H 22 O 11 + 3 PC l 5 → C 12 H 19 O 8 C l 3 + 3 POC l 3 + 3 HClh 2 C 12 H 22 O 11 + 3 COC l 2 → 2 C 12 H 19 O 8 C l 3 + 3 C O 2 + 3 H 2 Oi Fosgeen is berucht dus een gevaarlijke stof. Dan zal de grenswaarde laag zijn.

+23 a

O

OH

OH

OHOH

CH2OH

OOHOH

OH

OHCH2OH

OOHOH

OH

O

CH2OH

O

CH2OH

OHOH

OH

+ H2O+

O

OH

OH

OHOH

CH2OH

OOHOH

OH

OHCH2OH

OOHOH

OH

O

CH2OH

O

CH2OH

OHOH

OH

+ H2O +

O

OH

OH

OH

O

CH2OH

O

OH

HOCH2OH

CH2OH

H

C

C

C

H O

OH

OH

C

C

C

OC17H33

C17H33

C17H33

O

O

H


36

+16 a C 20 : 4 (n − 6)b

palmitinezuur

stearinezuur

stearinezuur

3 Koolhydraten

17 a glucose: C6H12O6; fructose: C6H12O6

b Ja, want ze hebben dezelfde molecuulformule maar een andere structuurformule.c C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 → 6 C O 2 + 6 H 2 O

18 De moleculen zijn al direct opneembaar in het bloed terwijl zetmeelmoleculen eerst door enzymen afgebroken moeten worden in kleinere moleculen voordat ze opgenomen kunnen worden in het bloed.

19 Glucose heeft per molecuul 5 OH-groepen die met de watermoleculen H-bruggen kunnen vormen.

20 Koeien hebben enzymen die het cellulose in het gras kunnen afbreken, mensen hebben dat soort enzymen niet.

+21 a

b

+22 a Splendab Het is een natuurproduct, want men gaat uit van sacharose en dat komt uit suikerbieten. Het is een chemisch product, want het wordt in een fabriek gemaakt.c Een stof die gemaakt wordt uit een andere stof kan heel andere eigenschappen hebben, dus deze uitspraak is niet juist.d

e “Het gerucht gaat echter dat bij de chlorering het beruchte gifgas fosgeen te pas komt.”f sacharose: C12H22O11; sucralose: C12H19O8Cl3

g C 12 H 22 O 11 + 3 PC l 5 → C 12 H 19 O 8 C l 3 + 3 POC l 3 + 3 HClh 2 C 12 H 22 O 11 + 3 COC l 2 → 2 C 12 H 19 O 8 C l 3 + 3 C O 2 + 3 H 2 Oi Fosgeen is berucht dus een gevaarlijke stof. Dan zal de grenswaarde laag zijn.

+23 a

O

OH

OH

OHOH

CH2OH

OOHOH

OH

OHCH2OH

OOHOH

OH

O

CH2OH

O

CH2OH

OHOH

OH

+ H2O+

O

OH

OH

OHOH

CH2OH

OOHOH

OH

OHCH2OH

OOHOH

OH

O

CH2OH

O

CH2OH

OHOH

OH

+ H2O +

O

OH

OH

OH

O

CH2OH

O

OH

HOCH2OH

CH2OH

H

C

C

C

H O

OH

OH

C

C

C

OC17H33

C17H33

C17H33

O

O

H


37

b C 57 H 104 O 6 + 80 O 2 → 57 C O 2 + 52 H 2 O

RQ = 57 ___ 80 = 0,71c percentage koolhydraten : percentage vetten = 76 : 24 of 77 : 23 of 75 : 25d eiwitten

4 Eiwitten

24 a

b

c valine, Val; leucine, Leu; isoleucine, Ile; threonine, Thr; methionine, Met; fenylalanine, Phe; tryptofaan, Trp; histidine, His; lysine, Lys

25 a de aminozuurvolgorde in het eiwitb

c Thr-Lys-Leu

+26 a

b bouwstenen voor het maken van eiwitten en als energiebron

27 a Een molecuul ureum heeft twee NH2-groepen die met de watermoleculen H-bruggen kunnen vormen.

b De concentratie is: 0,2 g = 0,2

_____ 60,06 = 3·10−3 mol L−1

28 a Een enzym is een biokatalysator.b Enzymen zorgen ervoor dat de hydrolyse van zetmeel al bij lichaamstemperatuur kan plaatsvinden.c Een enzym versnelt slechts één bepaalde soort reactie in het lichaam.d De enzymstructuur is dan door de hoge temperatuur aangetast en veranderd. Hierdoor past het substraat niet meer in de actieve holte van het enzym.e Dat is de pH-waarde waarbij het enzym het beste functioneert en dus de beste resultaten geeft.

H2N CH

CO

OH

CH2

H2N CH

CO

OH

CH2

CO OH

CH2

CO OH

asparaginezuur ofaminobutaandizuur

glutaminezuur of2-aminopentaandizuur

H2N CH

CO

OH

CH2

H2N CH

CO

OH

CH

OH

serine of2-amino-3-hydroxypropaanzuur

threonine of2-amino-3-hydroxybutaanzuur

HO CH3

H2N CH

CO

OH

CHC CH

HC CHC

OH

tyrosine

CH2

N C C

H H

N C

O H

C N C C

HH O O

CH2CH2CH3

H

CO NH2

CH2

S

CH3

N C C

H H

N C

O

C N C C

HH O O

CH2CH2CH

H

CH2

C

OH

H3CCH2

H2C

O NH2

H2N C C

H

HN C

O

C H2N C C

HH O O

CH2CH2CH

CH2

C

OH

H3CCH2

H2C

O NH2

OH OH OH+ 2 H2O + +


38

+29 a totaal zes verschillende tripeptiden: Val-Leu-Ala; Val-Ala-Leu; Ala-Val-Leu; Ala-Leu-Val; Leu-Ala-Val; Leu-Val-Alab Glu-Cys-Gly dus Glu en Glyc 2 G-SH → G-S-S-G + 2 H + + 2 e − d Glutathion staat elektronen af en is dus reductor.

5 Giftige stoffen

30 a toegestane grenswaardeb TGG = 29 mg m−3

c dichtheid lucht = 1,293 kg m−3, dus: 29 mg m−3 = 29 _____ 1,293 = 22 mg kg−1 = 22 ppm

d Dit is slechts een korte blootstelling. Bij een blootstelling van 8 uur wordt in totaal eenzelfde hoeveelheid koolstofmono-oxide bereikt.e De CO-moleculen nemen op de heemplaatsen van het hemoglobine de plaats in waar normaal zuurstofmoleculen zitten. Er kan dus steeds minder zuurstof opgenomen worden, waardoor verstikking kan optreden.f Hierdoor verdrijf je de CO-moleculen op de plaatsen van de heemgroepen in hemoglobine.

31 a Hij mag 66 × 0,1 = 6 mg berberine dagelijks eten.

b De 6,6 mg berberine = 0,060%. Het geheel is 100% = 100 _____ 0,060 × 6,6 = 11 000 mg = 1·104 mg.

32 a de directe gevolgen van de inname van een bepaalde stofb Chronisch betekent dat de persoon continu in aanraking komt met die stof. Hierdoor kan door opstapeling de letale dosis toch bereikt worden.

33 De LD-50 is 15 μg kg−1. Bij een massa van 80 kg dan maximaal 80 × 15 = 1200 μg = 1,2 mg.

34 a Eén xtc-pil bevat 80 mg MDMA. Bij een rat is dat 80 mg per 0,29 kg, ofwel 276 mg per kg. De kans is dus groter dan 50%.b Een rat zal meer bloed hebben dan een muis waardoor de concentratie in het bloed lager is bij eenzelfde hoeveelheid.c Het is natuurlijk niet mogelijk om zo’n experiment met mensen te doen.

35 a Dan moet die persoon 60 × 17,8 = 1068 g = 1,1 kg sorbitol binnenkrijgen.b Zo’n grote hoeveelheid zal niemand nuttigen.

36 eindopdracht − Dodelijke melaminekristallena Hierdoor krikten ze het eiwitgehalte van verdunde melk weer op. En hierdoor verdienden ze ook meer.b De stof wordt niet afgebroken en verlaat vrij snel het lichaam via de urine.c 0,5 mg per kg per dagd 4 fl essen van 200 mL bevat 4 × 27 = 108 g melkpoeder = 0,108 kg. Per kg melkpoeder is 2,5 g melamine aanwezig dus 0,108 × 2,5 = 0,27 g melamine krijgt de baby dagelijks binnen.

e 0,27 g = 270 mg per dag bij een massa van 8 kg. Dus 270 ____ 8 = 34 mg per kg per dag.

Een overschrijding van 34 ___ 0,5 = 68 keer.

f Melaminescrap bevat niet alleen melamine maar ook ammeline, ammelide en cyanuurzuur. Deze stoffen zijn nog gevaarlijker dan melamine zelf.g Elke bouwsteen van een eiwit bevat minimaal één N-atoom. Als het stikstofgehalte bekend is, kan vrij nauwkeurig het eiwitgehalte bepaald worden.h Melamine bevat per molecuul wel zes N-atomen. Hierdoor verkrijgt men een veel te hoog N-gehalte, dus ook een veel te hoog eiwitgehalte.i Melamine bevat per molecuul drie NH2-groepen die met de watermoleculen H-bruggen kunnen vormen. Cyanuurzuur bevat per molecuul drie NH-groepen die met de watermoleculen H-bruggen kunnen vormen.j De moleculen vormen onderling H-bruggen en hierdoor kunnen er geen H-bruggen meer met de watermoleculen gevormd worden.


38

+29 a totaal zes verschillende tripeptiden: Val-Leu-Ala; Val-Ala-Leu; Ala-Val-Leu; Ala-Leu-Val; Leu-Ala-Val; Leu-Val-Alab Glu-Cys-Gly dus Glu en Glyc 2 G-SH → G-S-S-G + 2 H + + 2 e − d Glutathion staat elektronen af en is dus reductor.

5 Giftige stoffen

30 a toegestane grenswaardeb TGG = 29 mg m−3

c dichtheid lucht = 1,293 kg m−3, dus: 29 mg m−3 = 29 _____ 1,293 = 22 mg kg−1 = 22 ppm

d Dit is slechts een korte blootstelling. Bij een blootstelling van 8 uur wordt in totaal eenzelfde hoeveelheid koolstofmono-oxide bereikt.e De CO-moleculen nemen op de heemplaatsen van het hemoglobine de plaats in waar normaal zuurstofmoleculen zitten. Er kan dus steeds minder zuurstof opgenomen worden, waardoor verstikking kan optreden.f Hierdoor verdrijf je de CO-moleculen op de plaatsen van de heemgroepen in hemoglobine.

31 a Hij mag 66 × 0,1 = 6 mg berberine dagelijks eten.

b De 6,6 mg berberine = 0,060%. Het geheel is 100% = 100 _____ 0,060 × 6,6 = 11 000 mg = 1·104 mg.

32 a de directe gevolgen van de inname van een bepaalde stofb Chronisch betekent dat de persoon continu in aanraking komt met die stof. Hierdoor kan door opstapeling de letale dosis toch bereikt worden.

33 De LD-50 is 15 μg kg−1. Bij een massa van 80 kg dan maximaal 80 × 15 = 1200 μg = 1,2 mg.

34 a Eén xtc-pil bevat 80 mg MDMA. Bij een rat is dat 80 mg per 0,29 kg, ofwel 276 mg per kg. De kans is dus groter dan 50%.b Een rat zal meer bloed hebben dan een muis waardoor de concentratie in het bloed lager is bij eenzelfde hoeveelheid.c Het is natuurlijk niet mogelijk om zo’n experiment met mensen te doen.

35 a Dan moet die persoon 60 × 17,8 = 1068 g = 1,1 kg sorbitol binnenkrijgen.b Zo’n grote hoeveelheid zal niemand nuttigen.

36 eindopdracht − Dodelijke melaminekristallena Hierdoor krikten ze het eiwitgehalte van verdunde melk weer op. En hierdoor verdienden ze ook meer.b De stof wordt niet afgebroken en verlaat vrij snel het lichaam via de urine.c 0,5 mg per kg per dagd 4 fl essen van 200 mL bevat 4 × 27 = 108 g melkpoeder = 0,108 kg. Per kg melkpoeder is 2,5 g melamine aanwezig dus 0,108 × 2,5 = 0,27 g melamine krijgt de baby dagelijks binnen.

e 0,27 g = 270 mg per dag bij een massa van 8 kg. Dus 270 ____ 8 = 34 mg per kg per dag.

Een overschrijding van 34 ___ 0,5 = 68 keer.

f Melaminescrap bevat niet alleen melamine maar ook ammeline, ammelide en cyanuurzuur. Deze stoffen zijn nog gevaarlijker dan melamine zelf.g Elke bouwsteen van een eiwit bevat minimaal één N-atoom. Als het stikstofgehalte bekend is, kan vrij nauwkeurig het eiwitgehalte bepaald worden.h Melamine bevat per molecuul wel zes N-atomen. Hierdoor verkrijgt men een veel te hoog N-gehalte, dus ook een veel te hoog eiwitgehalte.i Melamine bevat per molecuul drie NH2-groepen die met de watermoleculen H-bruggen kunnen vormen. Cyanuurzuur bevat per molecuul drie NH-groepen die met de watermoleculen H-bruggen kunnen vormen.j De moleculen vormen onderling H-bruggen en hierdoor kunnen er geen H-bruggen meer met de watermoleculen gevormd worden.


39

11 Groenere industrie

Praktijk Medicijnen uit planten

vragen

1 a efedrine uit het kruid Ephedra sinica en digitalispreparaat uit het kruid Digitalis purpureab acetylsalicylzuurc salicylzuurd Salicylzuur is een erg bitter smakende stof.e Wikipedia: De merknaam Aspirine, oorspronkelijk in het Duits Aspirin, is afgeleid van Spirsäure. Dit is een oude Duitse naam voor salicylzuur met het voorvoegsel A dat voor acetyl staat, omdat het geacetyleerd salicylzuur betrof. Samengevoegd en verkort werd dit ‘Aspirin’.

2 a

b C 7 H 6 O 3 + C 4 H 6 O 3 → C 9 H 8 O 4 + C 2 H 4 O 2 c Dit geeft aan hoeveel procent van de atomen in de beginstoffen in het reactieproduct terecht zijn gekomen.d gewenst product

3 a ongeveer honderd miljardb De ongeveer honderd miljard tabletten hebben een massa van circa 50 000 ton.

Per tablet: 5·1 0 10 _____ 1·1 0 11 = 0,5 g.

c 500 × 1·1011 = 5·1013 mg = 5·104 ton

4 a Digoxin is veel minder giftig dan digitoxin.b Eerst werd het gewonnen uit het kruid, later werd in het lab de stof nagemaakt en er werd zelfs een verbeterde versie gesynthetiseerd.

5 a Dan weet je hoe je de stof synthetisch in elkaar moet zetten in een lab.b Het medicijn laat het hart steviger knijpen en verlaagt het hartritme.c Ze bevatten verhoudingsgewijs veel OH-groepen per molecuul die met de watermoleculen H-brug-gen kunnen vormen.

toepassing

6 a 50,0 g iso-butylbenzeen = 50,0

______ 134,21 = 0,373 mol. Dan maximaal 0,373 mol ibuprofen =

0,373 × 206,27 = 76,8 g. Het rendement is 53%, dus 53 ____ 100 × 76,8 = 41 g.

b De hoeveelheid ibuprofen is 40%, dus 60% afval. Afval: 60 ___ 40 × 14 miljoen kg = 21 miljoen kg.

c 14 miljoen + 21 miljoen = 35 miljoen kg beginstofd In stap 1 behoort C10H14 bij de eerste structuurformule en C4H6O3 bij de tweede structuurformule.

H3C CO

CH3CO

OC

OH

OH

O

C

O

OH

O

CCH3O

H3C COH

O+ +


40

e

f atoomeconomie van paracetamol:

reagerende stoffen in ibuprofen verwerkt niet in ibuprofen verwerkt

formule massa formule massa formule massa

C6H6O 94,11 C6H6O 94,11

NaNO3 85,00 N 14,01 NaO3 70,99

H2O 18,02 H2O 18,02

C4H6O3 102,09 C2H3O 43,04 C2H3O2 59,04

3 NaBH4 113,50 3 NaBH4 113,50

totaal 412,72 paracetamol 151,16 afvalproducten 261,55

atoomeconomie = 151,16

______ 412,72 × 100% = 36,63%

g Er ontstaat in stap 1 een nevenproduct dat als afval verdwijnt. Dus slechts maximaal de helft wordt omgezet in het gewenste product.

Praktijk Microreactoren

vragen

1 a Parallelle plaatsing heeft meer zin, wanneer je een grotere opbrengst wilt hebben, omdat er nu eenmaal maar weinig kan reageren in een microreactor. In serie zou betekenen dat alle stof ook alle in serie geschakelde microreactoren moet passeren.b Bij een trage reactie kan men beter een aantal microreactoren in serie zetten, zodat de stoffen een langere tijd met elkaar kunnen reageren in achtereenvolgende reactoren.c De stoffen zijn over een groot wandoppervlak verdeeld, waardoor het contactoppervlak ook tussen de reagerende stoffen groot is. Dit heeft een hogere reactiesnelheid tot gevolg.d De stoffen zijn in contact met een groot wandoppervlak. Via de wand kan energie worden afgevoerd of toegevoerd. Deze energieoverdracht gaat daardoor sneller.

HC

CH

CH

CHHC

CH2

HC

CH3

H3C

H3CC

OC

CH3

O O

HC

CH

CH

HC

CH2

HC

CH3

H3C

CCH3

O

C

O

H3C OH

HC

CH

CH

HC

CH2

HC

CH3

H3C

CCH3

O

HC

CH

CH

HC

CH2

HC

CH3

H3C

CHCH3

OH

HC

CH

CH

HC

CH2

HC

CH3

H3C

CHCH3

OH

HC

CH

CH

HC

CH2

HC

CH3

H3C

CHCH3

COOH

HF+ +

+ H2Ni

+ CO Pd

stap 1

stap 2

stap 3

C10H14 C4H6O3 C12H16O C2H4O2

C12H18O

C13H18O2


40

e

f atoomeconomie van paracetamol:

reagerende stoffen in ibuprofen verwerkt niet in ibuprofen verwerkt

formule massa formule massa formule massa

C6H6O 94,11 C6H6O 94,11

NaNO3 85,00 N 14,01 NaO3 70,99

H2O 18,02 H2O 18,02

C4H6O3 102,09 C2H3O 43,04 C2H3O2 59,04

3 NaBH4 113,50 3 NaBH4 113,50

totaal 412,72 paracetamol 151,16 afvalproducten 261,55

atoomeconomie = 151,16

______ 412,72 × 100% = 36,63%

g Er ontstaat in stap 1 een nevenproduct dat als afval verdwijnt. Dus slechts maximaal de helft wordt omgezet in het gewenste product.

Praktijk Microreactoren

vragen

1 a Parallelle plaatsing heeft meer zin, wanneer je een grotere opbrengst wilt hebben, omdat er nu eenmaal maar weinig kan reageren in een microreactor. In serie zou betekenen dat alle stof ook alle in serie geschakelde microreactoren moet passeren.b Bij een trage reactie kan men beter een aantal microreactoren in serie zetten, zodat de stoffen een langere tijd met elkaar kunnen reageren in achtereenvolgende reactoren.c De stoffen zijn over een groot wandoppervlak verdeeld, waardoor het contactoppervlak ook tussen de reagerende stoffen groot is. Dit heeft een hogere reactiesnelheid tot gevolg.d De stoffen zijn in contact met een groot wandoppervlak. Via de wand kan energie worden afgevoerd of toegevoerd. Deze energieoverdracht gaat daardoor sneller.

HC

CH

CH

CHHC

CH2

HC

CH3

H3C

H3CC

OC

CH3

O O

HC

CH

CH

HC

CH2

HC

CH3

H3C

CCH3

O

C

O

H3C OH

HC

CH

CH

HC

CH2

HC

CH3

H3C

CCH3

O

HC

CH

CH

HC

CH2

HC

CH3

H3C

CHCH3

OH

HC

CH

CH

HC

CH2

HC

CH3

H3C

CHCH3

OH

HC

CH

CH

HC

CH2

HC

CH3

H3C

CHCH3

COOH

HF+ +

+ H2Ni

+ CO Pd

stap 1

stap 2

stap 3

C10H14 C4H6O3 C12H16O C2H4O2

C12H18O

C13H18O2


41

2 De eerste deelstap zal snel verlopen en al in één reactor voldoende omzetting te geven. De tweede deelstap zal langzaam verlopen waardoor meerdere reactoren doorlopen moeten worden voor voldoende omzetting.

3 hogere snelheid, snellere energieoverdracht, veiliger door kleinere hoeveelheden, hogere effi ciëntie

4 Je hebt heel veel microreactoren nodig bij een grote productie dus hoge startkosten.

5 a 4 C 3 H 5 N 3 O 9 (l) → 12 C O 2 (g) + 10 H 2 O(g) + 6 N 2 (g) + O 2 (g)b Er ontstaat uit 1 mol vloeistof 29 mol gas. Het mengsel van producten neemt dus een veel groter volume in dan de uitgangsstof. Bovendien komt er heel veel warmte vrij waardoor de gevormde gassen nog meer uitzetten.c “Bij nitroglycerineproductie kan plotseling veel warmte vrijkomen”, zegt het artikel. Dat betekent dat er een exotherm proces plaatsvindt.d Door de ontstane hoeveelheid warmte kan het nitroglycerine spontaan exploderen.e Er wordt minder stof gebruikt, dus er ontstaat minder warmte. Een microreactor is gemakkelijker te koelen. Een eventuele explosie heeft dan ook veel minder gevolgen.f Een kubus met ribbe van 1 mm heeft een volume van 1 mm3 en een oppervlak van 6 mm2.

Een kubus met een ribbe van 0,1 mm heeft een volume van 10−3 mm3 en een oppervlak van 0,6 mm2. Waar het volume 1000× zo klein is geworden, is het oppervlak slechts 10× zo klein geworden. Bij verkleining van de kanaaltjes ontstaat dus een groter oppervlak in vergelijking met het volume, dus gemakkelijker te koelen.g Het is een proces waarbij de stoffen slechts enkele seconden met elkaar reageren. Nog niet alles is dan omgezet. Er moet dus een scheiding plaatsvinden van producten en beginstoffen.h De stoffen worden beter met elkaar gemengd. In een groter reactorvat gaat dat veel moeilijker.i Men zal een aantal microreactoren stapelen. Heel veel microreactoren parallel plaatsen.

toepassing

6 a Eerst methanol omzetten in waterstof, daarna met de waterstof in een brandstofcel elektrische stroom opwekken.b Met het ontwerpen van een methanol-waterstof-omzetter.c Reacties kunnen sneller verlopen; de ontstane warmte valt snel af te voeren.d Nee, er zijn drie stappen nodig voor de (volledige) omzetting.e Door de omzetter op te bouwen uit drie microreactoren na elkaar.f 2 C H 3 OH(g) + H 2 O(g) → 5 H 2 (g) + C O 2 (g) + CO(g)

atoomeconomie = 5 × 2,016

________________ 2 × 32,04 + 18,015 × 100% = 12,28%

g CO(g) + H 2 O(g) → H 2 (g) + C O 2 (g)

atoomeconomie = 2,016 ______________ 28,010 + 18,015 × 100% = 4,380%

h

i Het moet nog in de brandstofcel worden gebruikt voor het produceren van stroom voor de laptop.j Nee, want bij een hogere snelheid hebben de stoffen minder tijd om met elkaar te reageren, dus zal er minder gevormd worden en dus een lager rendement.k 2 C H 3 OH(g) + 2 H 2 O(g) → 6 H 2 (g) + C O 2 (g)

atoomeconomie = 6 × 2,016

________________ 2 × 32,04 + 18,015 × 100% = 14,73%


42

Theorie

1 Productieprocessen

1 a Diverse antwoorden mogelijk, bijvoorbeeld: kleding, douchegel, kraan, tandpasta, gel, brood, mes, beleg, plastic zakje, boterhamtrommel, theezakje, tas, boeken.b Geen eenduidig antwoord mogelijk, overleg met je docent.c Geen eenduidig antwoord mogelijk, overleg met je docent.d Bij bijna alle producten is de chemische industrie direct of indirect betrokken. Twijfel je, vraag het dan aan je docent.

2 a Continu, er is constante aan- en afvoer van stoffen.b Batch, het proces vindt plaats in een afgesloten ruimte. Na afl oop worden de producten uit de ruimte verwijderd.c Continu, er is constante aan- en afvoer van stoffen.d Continu, er is constante aan- en afvoer van stoffen.

3 a Fijnchemie maakt producten op maat, bulkchemie maakt stoffen in zeer grote hoeveelheden.b De stuksprijs is bij producten uit de fi jnchemie veel hoger, daardoor kan er winst gemaakt worden. Bij de bulkchemie zit de winst in het feit dat er heel veel producten, met een lagere stuksprijs, worden gemaakt.c research and development d Bij R&D begint de zoektocht naar een product dat winstgevend is.e Wanneer wordt bezuinigd op R&D, zullen minder nieuwe producten worden ontwikkeld.

4 a N 2 (g) + 3 H 2 (g) ⇄ 2 N H 3 (g)b Bij een hoge temperatuur verloopt de reactie sneller.c Er is constante aan- en afvoer van stoffen.d stikstof, waterstof en ammoniake Door het af te koelen, het ammoniak condenseert en kan zo van de gassen worden gescheiden.f hergebruiken in de ammoniaksynthese

5 a 2 C(s) + O 2 (g) → 2 CO(g) F e 2 O 3 (s) + 3 CO(g) → 2 Fe(l) + 3 C O 2 (g)

b 1811 K, dit is het smeltpunt van ijzer.c Continu, er is constante aan- en afvoer van stoffen.d De omzetting van koolstof in koolstofmono-oxide. Dit is een exotherme reactie.e voor de aan- en afvoer van stoffen per schip

+6 a Kolen worden met waterdamp en zuurstof vergast tot synthesegas.b F e 2 O 3 (s) + 3 H 2 (g) → 2 Fe(s) + 3 H 2 O(g)c een legering van ijzer en koolstof (Binas tabel 9)d Er is koolstof nodig; dat komt voor in synthesegas (koolstofmono-oxide).e CO2 draagt bij aan het versterkte broeikaseffect.f F e 2 O 3 (s) + 3 CO(g) → 2 Fe(l) + 3 C O 2 (g)

1 kg staal komt overeen met 1000 g ____________ 55,85 g mo l −1 = 17,9 mol Fe

Dit komt overeen met 3 __ 2 × 17,9 mol = 26,9 mol CO2

26,9 mol CO2 × 44,01 g mol−1 = 1182 g = 1,2 kg CO2

De genoemde hoeveelheid komt dus niet overeen met de berekende waarde.


42

Theorie

1 Productieprocessen

1 a Diverse antwoorden mogelijk, bijvoorbeeld: kleding, douchegel, kraan, tandpasta, gel, brood, mes, beleg, plastic zakje, boterhamtrommel, theezakje, tas, boeken.b Geen eenduidig antwoord mogelijk, overleg met je docent.c Geen eenduidig antwoord mogelijk, overleg met je docent.d Bij bijna alle producten is de chemische industrie direct of indirect betrokken. Twijfel je, vraag het dan aan je docent.

2 a Continu, er is constante aan- en afvoer van stoffen.b Batch, het proces vindt plaats in een afgesloten ruimte. Na afl oop worden de producten uit de ruimte verwijderd.c Continu, er is constante aan- en afvoer van stoffen.d Continu, er is constante aan- en afvoer van stoffen.

3 a Fijnchemie maakt producten op maat, bulkchemie maakt stoffen in zeer grote hoeveelheden.b De stuksprijs is bij producten uit de fi jnchemie veel hoger, daardoor kan er winst gemaakt worden. Bij de bulkchemie zit de winst in het feit dat er heel veel producten, met een lagere stuksprijs, worden gemaakt.c research and development d Bij R&D begint de zoektocht naar een product dat winstgevend is.e Wanneer wordt bezuinigd op R&D, zullen minder nieuwe producten worden ontwikkeld.

4 a N 2 (g) + 3 H 2 (g) ⇄ 2 N H 3 (g)b Bij een hoge temperatuur verloopt de reactie sneller.c Er is constante aan- en afvoer van stoffen.d stikstof, waterstof en ammoniake Door het af te koelen, het ammoniak condenseert en kan zo van de gassen worden gescheiden.f hergebruiken in de ammoniaksynthese

5 a 2 C(s) + O 2 (g) → 2 CO(g) F e 2 O 3 (s) + 3 CO(g) → 2 Fe(l) + 3 C O 2 (g)

b 1811 K, dit is het smeltpunt van ijzer.c Continu, er is constante aan- en afvoer van stoffen.d De omzetting van koolstof in koolstofmono-oxide. Dit is een exotherme reactie.e voor de aan- en afvoer van stoffen per schip

+6 a Kolen worden met waterdamp en zuurstof vergast tot synthesegas.b F e 2 O 3 (s) + 3 H 2 (g) → 2 Fe(s) + 3 H 2 O(g)c een legering van ijzer en koolstof (Binas tabel 9)d Er is koolstof nodig; dat komt voor in synthesegas (koolstofmono-oxide).e CO2 draagt bij aan het versterkte broeikaseffect.f F e 2 O 3 (s) + 3 CO(g) → 2 Fe(l) + 3 C O 2 (g)

1 kg staal komt overeen met 1000 g ____________ 55,85 g mo l −1 = 17,9 mol Fe

Dit komt overeen met 3 __ 2 × 17,9 mol = 26,9 mol CO2

26,9 mol CO2 × 44,01 g mol−1 = 1182 g = 1,2 kg CO2

De genoemde hoeveelheid komt dus niet overeen met de berekende waarde.


43

+7 a Het smeltpunt van ijzer(III)oxide is 1812 K. Het ijzererts wordt aan de gesmolten metaaloxiden toegevoegd bij een temperatuur van 1600 °C; dit komt overeen met 1873 K. Het ijzer(III)oxide is bij deze temperatuur vloeibaar, het smelt dus samen met de andere metaaloxiden.b In vloeibare vorm, het smeltpunt van ijzer(III)oxide ligt lager dan 1600 °C.c een ontledingsreactied 2 F e 2 O 3 (l) → 4 Fe(l) + 3 O 2 (g)e Als positieve elektrode wordt koolstof gebruikt. Het gevormde zuurstof reageert met de elektrode tot koolstofdioxide.f Er wordt geen positieve elektrode van koolstof gebruikt.g Een carbon free proces leidt niet tot de uitstoot van extra CO2.h biomassai het energieverbruik van het nieuwe proces in vergelijking tot het proces in een hoogoven

2 Van grondstof tot product

8 a Ruwe grondstoffen zijn meestal niet meteen geschikt voor een productieproces.b Extractie. Het aluminiumoxide lost op, de rest van het bauxiet niet.c Dan hoeft alleen het bruikbare deel van de grondstoffen te worden getransporteerd.

9 Door het water opgenomen: 15 kg × 30 K × 4200 J kg−1 K−1 = 1,89·106 J. Dit is dus ook door het rookgas afgestaan.

ΔT = 1,89·1 0 6 J

_____________________ 12 kg × 1000 J k g −1 K −1 = 157,5 K

700 − 157,5 = 542,5 K

10 a Er kunnen ongewenste bijproducten ontstaan.b een druk van 3 bar, een temperatuur van 300 °C en gebruik van zilver als katalysatorc Een katalysator wordt niet verbruikt. Het zilver kan dus steeds opnieuw worden gebruikt.d Door de gassen af te koelen, zal het gas met het hoogste kookpunt condenseren.e ethaan-1,2-diolf

11 a

Opmerking: propanon hoef je niet te kennen.b De moleculen in nafta bevatten 6 tot 20 C-atomen. Na reactie met zuurstof zijn er moleculen met 2, 3 of 4 C-atomen, de moleculen uit nafta moeten dus uit elkaar zijn gevallen.c

d Afkoelen, het butaandizuur zal als eerste condenseren.e

f ΔE = −4,85·105 + 2,40·105 + 1,105·105 = −1,35·105 J mol−1

g De katalysator wordt niet verbruikt tijdens de reactie, hij kan dus steeds opnieuw worden gebruikt.

H2C CH2O

OHH

+ H2C CH2

OH

OH

ethaanzuur

propanon

methaanzuur

propaanzuur

butaandizuur

H3C C

O

OH

H3C C

O

CH3

HC

O

OH

H2C C

O

OHH3C

H2C C

O

OHH2CC

O

HO

H3C C

O

OHH2C C

O

OHH2CC

O

HO+H3CH2C

H2C

H2C

H2C CH3 + O23 + 2 H2

H3C C

O

OHH3C OH + CO


44

h reactieomstandigheden: het methanol/CO-proces vindt plaats bij een lagere druk grondstoffen: methanol is een goedkopere grondstof product: 99% zuiver nevenproducten: zeer weinig

i De katalysator is erg duur dus de startkosten zijn hoog.

12 a 1811 Kb Q = 7 500 000 kg × 0,276·106 J kg−1 = 2,07·1012 J = 2,1·109 kJ (Fe(l) → Fe(s)) Q = 7 500 000 kg × 1513 K × 0,46·103 J kg−1 K−1 = 5,2·1012 J = 5,2·109 kJ (afkoelen vast ijzer) Totaal Q = 2,1·109 + 5,2·109 = 7,3·109 kJ

c 7,29·1 0 9 kJ

_____________________ 60 K × 4180 kJ K −1 k g −1 = 2,91·1 0 4 kg

2,08·1 0 4 kg

__________ 998 kg m 3 = 29,1 m 3

13 a CO(g) + 2 H 2 (g) ⇄ C H 3 OH(g)b −2,39·105 + 0,37·105 + 1,105·105 = −0,92·105 J mol−1

c De reactie is exotherm; er komt dus warmte vrij.d Bij verhoging van de druk verschuift het evenwicht naar de kant met de minste deeltjes; er wordt dus meer methanol gevormd.e Bij verhoging van de temperatuur verschuift het evenwicht naar de endotherme kant; er wordt dus minder methanol gevormd.f hoge druk en lage temperatuurg hoge druk en hoge temperatuur

14 a Er moet met zo min mogelijk kosten een zo groot mogelijke opbrengst in een zo kort mogelijke tijd worden bereikt.b temperatuur en drukc Bij een hoge temperatuur kan de opbrengst geringer zijn, maar de reactiesnelheid groter. Hogere temperatuur betekent meer energieverbruik, dus hogere kosten. Reactiesnelheid groter betekent meer productie per seconde, dus meer winst. De hogere winst moet wel opwegen tegen de hogere energie-kosten.

15 a −2,78·105 + 0,42·105 − 0,52·105 + 2,42·105 = −0,46·105 J mol−1

b Er komt energie vrij; het is dus een exotherme reactie.c Doordat de reactie exotherm is, komt er warmte vrij. Een warmtewisselaar zorgt dat de temperatuur toch constant kan blijven.d Dit duurt te lang.e Door ze af te koelen. Het water zal als eerste condenseren, vervolgens het ethanol.f 1 etheen, 2 stoom, 3 ethanol, 4 water, 5 etheen, 6 ethanol, 7 etheen

3 Kosten

16 a vaste kosten: afschrijving fabriek, pacht grond, personeel variabele kosten: energie en grondstoffen

b De vaste kosten zijn onafhankelijk van de hoeveelheid product. Als de productie hoog is, zijn de vaste kosten per product dus laag.


44

h reactieomstandigheden: het methanol/CO-proces vindt plaats bij een lagere druk grondstoffen: methanol is een goedkopere grondstof product: 99% zuiver nevenproducten: zeer weinig

i De katalysator is erg duur dus de startkosten zijn hoog.

12 a 1811 Kb Q = 7 500 000 kg × 0,276·106 J kg−1 = 2,07·1012 J = 2,1·109 kJ (Fe(l) → Fe(s)) Q = 7 500 000 kg × 1513 K × 0,46·103 J kg−1 K−1 = 5,2·1012 J = 5,2·109 kJ (afkoelen vast ijzer) Totaal Q = 2,1·109 + 5,2·109 = 7,3·109 kJ

c 7,29·1 0 9 kJ

_____________________ 60 K × 4180 kJ K −1 k g −1 = 2,91·1 0 4 kg

2,08·1 0 4 kg

__________ 998 kg m 3 = 29,1 m 3

13 a CO(g) + 2 H 2 (g) ⇄ C H 3 OH(g)b −2,39·105 + 0,37·105 + 1,105·105 = −0,92·105 J mol−1

c De reactie is exotherm; er komt dus warmte vrij.d Bij verhoging van de druk verschuift het evenwicht naar de kant met de minste deeltjes; er wordt dus meer methanol gevormd.e Bij verhoging van de temperatuur verschuift het evenwicht naar de endotherme kant; er wordt dus minder methanol gevormd.f hoge druk en lage temperatuurg hoge druk en hoge temperatuur

14 a Er moet met zo min mogelijk kosten een zo groot mogelijke opbrengst in een zo kort mogelijke tijd worden bereikt.b temperatuur en drukc Bij een hoge temperatuur kan de opbrengst geringer zijn, maar de reactiesnelheid groter. Hogere temperatuur betekent meer energieverbruik, dus hogere kosten. Reactiesnelheid groter betekent meer productie per seconde, dus meer winst. De hogere winst moet wel opwegen tegen de hogere energie-kosten.

15 a −2,78·105 + 0,42·105 − 0,52·105 + 2,42·105 = −0,46·105 J mol−1

b Er komt energie vrij; het is dus een exotherme reactie.c Doordat de reactie exotherm is, komt er warmte vrij. Een warmtewisselaar zorgt dat de temperatuur toch constant kan blijven.d Dit duurt te lang.e Door ze af te koelen. Het water zal als eerste condenseren, vervolgens het ethanol.f 1 etheen, 2 stoom, 3 ethanol, 4 water, 5 etheen, 6 ethanol, 7 etheen

3 Kosten

16 a vaste kosten: afschrijving fabriek, pacht grond, personeel variabele kosten: energie en grondstoffen

b De vaste kosten zijn onafhankelijk van de hoeveelheid product. Als de productie hoog is, zijn de vaste kosten per product dus laag.


45

17 a

b Moderne installaties met minder personeel staan in hoogontwikkelde landen zoals bijvoorbeeld Nederland, België en Duitsland. Verouderde installaties hebben meer personeel nodig, zoals in bijvoorbeeld Engeland, Italië en Rusland.

18 a aan havenb aan haven en bij energiecentralec aan havend aan havene bij grondstoffen (mijnen)

19 a N 2 (g) + O 2 (g) ⇄ 2 NO(g)b 2 NO(g) + O 2 (g) → 2 N O 2 (g)c C H 4 (g) + 4 NO(g) → 2 N 2 (g) + 2 H 2 O(g) + C O 2 (g)d In verhouding is er te weinig zuurstof, waardoor koolstofmono-oxide in plaats van koolstofdioxide kan ontstaan.

+20 a een mengsel van koolstofmono-oxide en waterstofb ( C 6 H 10 O 5 ) n (s) + n H 2 O(l) → 6 n CO(g) + 6 n H 2 (g)

De verhouding CO : H2 is dus inderdaad 1 : 1.c n CO(g) + 2 n H 2 (g) → (C H 2 ) n + n H 2 O(l)d De verhouding moet 1 : 2 zijn; er moet dus extra waterstofgas worden toegevoegd.e Een reactie waarbij grote moleculen tot kleine moleculen worden afgebroken.f Omdat de samenstelling van het biosyngas anders is dan de samenstelling van het syngas en omdat vervuilende stoffen zoals sulfi des aanwezig zijn.g Een katalysator versnelt processen zonder verbruikt te worden.h Dit is veel effi ciënter.i Er wordt onderzoek gedaan naar een nieuw proces.

4 Groene productieprocessen

21 Volgens Binas tabel 97F:

rendement = praktische massa gewenste reactieproduct

______________________________________ theoretische massa gewenste reactieproduct × 100%

atoomeconomie = massa gewenste reactieproduct

___________________________ massa beginstoffen × 100%

E-factor = massa beginstoffen − massa gewenste product

________________________________________ massa gewenste product

verkoop per werknemer verkoop per werknemer

Duitsland 156,4·1 0 9 _________ 345·1 0 3

= € 453·103 Spanje 38,8·1 0 9 ________ 89·1 0 3

= € 436·103

Frankrijk 83,0·1 0 9 ________ 174·1 0 3

= € 477·103 België 34,5·1 0 9 ________ 69·1 0 3

= € 500·103

Rusland 56,9·1 0 9 ________ 141·1 0 3

= € 403·103 Ierland 24,3·1 0 9 ________ 47·1 0 3

= € 517·103

Nederland 55,3·1 0 9 ________ 106·1 0 3

= € 521·103 Polen 12,4·1 0 9 ________ 28·1 0 3

= € 443·103

Italië 52,2·1 0 9 ________ 138·1 0 3

= € 378·103 Rest 9,4·1 0 9 _______ 24·1 0 3

= € 391·103

Engeland 46,4·1 0 9 ________ 145·1 0 3

= € 320·103


46

of volgens Binas tabel 37H:

atoomeconomie = m product

________ m beginstoffen × 100%

rendement = praktische opbrengst

____________________ theoretische opbrengst × 100%

E-factor = m beginstoffen − m werkelijke opbrengst product

___________________________ m werkelijke opbrengst product

22 a theoretische opbrengst: 2,0·1 0 7 g

____________ 46,07 g mo l −1 = 4,3·105 mol ethanol

Dit komt overeen met 4,3·105 mol ethylethanoaat.

4,3·1 0 5 mol × 88,10 g mo l −1 = 3,8·107 g = 38 ton

rendement = 31 ton ______ 38 ton × 100% = 81%

b 88,10 ____________ 60,05 + 46,07 × 100% = 83,02%

c (60,05 + 46,07) − (0,81 × 88,10)

___________________________ 0,81 × 88,10 = 0,49

d Het rendement en de atoomeconomie zijn redelijk hoog, de E-factor is laag, het proces is dus vrij groen.e Nee, de betrokken stoffen bij de reactie blijven hetzelfde.

23 theoretische opbrengst: 20 g ____________ 46,07 g mo l −1 = 0,43 mol ethanol

Dit komt overeen met 0,43 mol ethaanzuur.

0,43 × 60,05 = 26 g

rendement = 18 g

____ 26 g × 100% = 69%


_____________ 159,69 g mo l −1 = 6,26·104 mol ijzer(III)oxide

Dit komt overeen met 6,26·104 × 2 = 1,25·105 mol Fe.1,25·105 mol × 55,85 g mol−1 = 7,0·106 g = 7,0·103 kg

rendement = 5670 kg

_________ 7,0·1 0 3 kg × 100% = 81%

b 55,85 × 2

_______________ 159,7 + 28,01 × 3 × 100% = 45,83%

c (159,7 + 28,01 × 3) − (0,81 × 55,85 × 2)

__________________________________ 0,81 × 55,85 × 2 = 1,7

d Het rendement is hoog, maar de atoomeconomie is laag. De E-factor is wel laag, het proces is niet zo groen door de lage atoomeconomie.

25 Bij de productie van geneesmiddelen worden meestal veel bijproducten gevormd.

26 a 42,08

_____ 60,09 × 100% = 70,02%

b katalysator

27 a De dubbele binding wordt verbroken.b 100%c Er is maar één reactieproduct, dus alle atomen van de beginstoffen komen in het product terecht.

28 a proces 1: 2 × 98,056

___________________ 2 × 78,114 + 9 × 32,00 × 100% = 44,15%

proces 2: 98,056 _______________ 56,10 + 3 × 32,00 × 100% = 64,47%

b De atoomeconomie van proces 2 is hoger; er ontstaat dus minder afval.


46

of volgens Binas tabel 37H:

atoomeconomie = m product

________ m beginstoffen × 100%

rendement = praktische opbrengst

____________________ theoretische opbrengst × 100%

E-factor = m beginstoffen − m werkelijke opbrengst product

___________________________ m werkelijke opbrengst product


____________ 46,07 g mo l −1 = 4,3·105 mol ethanol

Dit komt overeen met 4,3·105 mol ethylethanoaat.

4,3·1 0 5 mol × 88,10 g mo l −1 = 3,8·107 g = 38 ton

rendement = 31 ton ______ 38 ton × 100% = 81%

b 88,10 ____________ 60,05 + 46,07 × 100% = 83,02%

c (60,05 + 46,07) − (0,81 × 88,10)

___________________________ 0,81 × 88,10 = 0,49

d Het rendement en de atoomeconomie zijn redelijk hoog, de E-factor is laag, het proces is dus vrij groen.e Nee, de betrokken stoffen bij de reactie blijven hetzelfde.

23 theoretische opbrengst: 20 g ____________ 46,07 g mo l −1 = 0,43 mol ethanol

Dit komt overeen met 0,43 mol ethaanzuur.

0,43 × 60,05 = 26 g

rendement = 18 g

____ 26 g × 100% = 69%


_____________ 159,69 g mo l −1 = 6,26·104 mol ijzer(III)oxide

Dit komt overeen met 6,26·104 × 2 = 1,25·105 mol Fe.1,25·105 mol × 55,85 g mol−1 = 7,0·106 g = 7,0·103 kg

rendement = 5670 kg

_________ 7,0·1 0 3 kg × 100% = 81%

b 55,85 × 2

_______________ 159,7 + 28,01 × 3 × 100% = 45,83%

c (159,7 + 28,01 × 3) − (0,81 × 55,85 × 2)

__________________________________ 0,81 × 55,85 × 2 = 1,7

d Het rendement is hoog, maar de atoomeconomie is laag. De E-factor is wel laag, het proces is niet zo groen door de lage atoomeconomie.

25 Bij de productie van geneesmiddelen worden meestal veel bijproducten gevormd.

26 a 42,08

_____ 60,09 × 100% = 70,02%

b katalysator

27 a De dubbele binding wordt verbroken.b 100%c Er is maar één reactieproduct, dus alle atomen van de beginstoffen komen in het product terecht.

28 a proces 1: 2 × 98,056

___________________ 2 × 78,114 + 9 × 32,00 × 100% = 44,15%

proces 2: 98,056 _______________ 56,10 + 3 × 32,00 × 100% = 64,47%

b De atoomeconomie van proces 2 is hoger; er ontstaat dus minder afval.


47

29 a atoomeconomieb gebruik van hernieuwbare grondstoffenc katalysed gebruik van hernieuwbare grondstoffen en katalyse

30 a 2 C(s) + O 2 (g) → 2 CO(g)b H 2 O(l) + CO(g) → H 2 (g) + C O 2 (g)c F e 2 O 3 (l) + 3 CO(g) → Fe(l) + 3 C O 2 (g)d − Ontwikkelen van minder schadelijke chemische stoffen, er ontstaat minder koolstofdioxide.

− Energie-effi ciënt ontwerpen, het nieuwe procedé levert een energiebesparing op. − Reacties in weinig stappen, voorbewerking van de kolen en het ijzererts is niet nodig.

31 a Men spreekt over groene chemie als het een proces betreft dat energiezuinig(er) is en minder afval/nevenproducten geeft.b een cluster van slechts een paar gouddeeltjesc Het gaat slechts om enkele atomen.d Het goud is een katalysator en een katalysator versnelt een proces zonder daarbij verbruikt te worden.e Er werd lang gedacht dat er geen reacties meer mogelijk waren.f Het is actief bij lage temperaturen en in water.g Door reacties bij lage temperatuur uit te voeren, wordt veel energie bespaard.h De industriële processen moeten nog worden gerealiseerd.i 2 CO(g) + O 2 (g) → 2 C O 2 (g)

5 Biobrandstoffen

32 voordelen: hernieuwbaar en CO2-neutraal nadelen: concurrentie met de voedselproductie en er is veel grond nodig

33 Maïs: eerste generatie. Biobrandstoffen van de eerste generatie zijn gebaseerd op suikers, zetmeel, plantaardige olie of dierlijke vetten, die worden omgezet in brandstoffen. Het gaat hier meestal om brandstoffen gemaakt uit voedselgewassen.

Stro: tweede generatie. Stro is niet aan voedsel gerelateerd.

34 CO2 dat vrijkomt bij de verbranding van de brandstoffen, wordt door de gewassen opgenomen bij het groeien.

35 Er is veel grond voor nodig en er kan minder voedsel geproduceerd worden.

+36 a De vetten in de plantaardige olie worden omgezet in de methylesters van de vetzuren.b C H 3 OH(l) + O H − (aq) → C H 3 O − (aq) + H 2 O(l)

37 a de vorming van glucose en zuurstof uit koolstofdioxide en water in groene planten onder invloed van zonlichtb 6 C O 2 (g) + 6 H 2 O(l) → 6 O 2 (g) + C 6 H 12 O 6 (s)c C 6 H 12 O 6 (s) → 2 C 2 H 5 OH(l) + 2 C O 2 (g)d de directe vorming van ethanol door de gemodifi ceerde blauwalgen, zonder de omweg via biomassa en de omzetting van glucosee De blauwalg heeft CO2 nodig. De CO2 die vrijkomt bij de vorming van ethanol, wordt dus weer door de blauwalgen opgenomen.f ethanol: 2 C O 2 (g) + 3 H 2 O(l) → C 2 H 5 OH(l) + 3 O 2 (g)

melkzuur: 3 C O 2 (g) + 3 H 2 O(l) → C 3 H 6 O 3 (l) + 3 O 2 (g) etheen: 2 C O 2 (g) + 2 H 2 O(l) → C 2 H 4 (l) + 3 O 2 (g)


48

g

h Er vindt steeds een verestering plaats tussen de hydroxygroep van het ene melkzuurmolecuul en de zuurgroep van het andere melkzuurmolecuul. Hierdoor ontstaat een polyester.

38 a Omdat het omzetten van sloophout in een gas een geschikte brandstof oplevert.b Het is afkomstig van een hernieuwbare grondstof (hout).c

d 2( C 6 H 10 O 5 ) n + 7n H 2 O → 9n C O 2 + 2n C H 4 + n CO + 15n H 2 e Anders treedt verbranding op en houd je geen brandbare gassen meer over.f 2 CO(g) + 2 H 2 (g) → C H 4 (g) + CO2(g)g −0,76·105 J mol−1 − 3,935·105 J mol−1 + 2 × 1,105·105 J mol−1 = −2,48·105 J mol−1

h Het gas door kalkwater leiden, het CO2 zal met het kalkwater reageren.i Het vergassen kost energie, het methaneren levert energie op.

39 a 2 H 2 (g) + O 2 (g) → 2 H 2 O(l)b C 6 H 12 O 6 (s) + 2 H 2 O(l) → 2 C H 3 COOH(l) + 2 C O 2 (g) + 4 H 2 (g)c

d Er is geen pijl voor de basische oplossing naar een van de blokken getekend.e Je kunt het mengsel sterk afkoelen, want koolstofdioxide heeft een hoger kookpunt dan waterstof.

f 300 km ___________ 110 km k g −1 = 2,7 kg H2

2,7·1 0 3 g

____________ 2,016 g mo l −1 = 1,3·103 mol H2

Hiervoor is 1,3·1 0 3

______ 12 = 1,1·102 mol glucose nodig.

1,1·102 mol × 180,2 g mol−1 = 2,0·104 g = 20 kg glucoseg − Bij de vorming van biomassa is CO2 vastgelegd, het proces is dus vrijwel CO2-neutraal.

− De productie van waterstof door elektrolyse kost meer energie dan door de waterstof kan worden geleverd.

40 a C 19 H 36 O 2 (s) + 27 O 2 (g) → 19 C O 2 (g) + 18 H 2 O(l)b

c vanderwaalsbindingd In C17H33 komt één C=C-binding voor, in C17H31 komen twee C=C-bindingen voor. In totaal komen dus vier C=C-bindingen voor in het molecuul.

H O C C

H O

CH3

OH

H3C O C

O

C17H33


48

g

h Er vindt steeds een verestering plaats tussen de hydroxygroep van het ene melkzuurmolecuul en de zuurgroep van het andere melkzuurmolecuul. Hierdoor ontstaat een polyester.

38 a Omdat het omzetten van sloophout in een gas een geschikte brandstof oplevert.b Het is afkomstig van een hernieuwbare grondstof (hout).c

d 2( C 6 H 10 O 5 ) n + 7n H 2 O → 9n C O 2 + 2n C H 4 + n CO + 15n H 2 e Anders treedt verbranding op en houd je geen brandbare gassen meer over.f 2 CO(g) + 2 H 2 (g) → C H 4 (g) + CO2(g)g −0,76·105 J mol−1 − 3,935·105 J mol−1 + 2 × 1,105·105 J mol−1 = −2,48·105 J mol−1

h Het gas door kalkwater leiden, het CO2 zal met het kalkwater reageren.i Het vergassen kost energie, het methaneren levert energie op.

39 a 2 H 2 (g) + O 2 (g) → 2 H 2 O(l)b C 6 H 12 O 6 (s) + 2 H 2 O(l) → 2 C H 3 COOH(l) + 2 C O 2 (g) + 4 H 2 (g)c

d Er is geen pijl voor de basische oplossing naar een van de blokken getekend.e Je kunt het mengsel sterk afkoelen, want koolstofdioxide heeft een hoger kookpunt dan waterstof.

f 300 km ___________ 110 km k g −1 = 2,7 kg H2

2,7·1 0 3 g

____________ 2,016 g mo l −1 = 1,3·103 mol H2

Hiervoor is 1,3·1 0 3

______ 12 = 1,1·102 mol glucose nodig.

1,1·102 mol × 180,2 g mol−1 = 2,0·104 g = 20 kg glucoseg − Bij de vorming van biomassa is CO2 vastgelegd, het proces is dus vrijwel CO2-neutraal.

− De productie van waterstof door elektrolyse kost meer energie dan door de waterstof kan worden geleverd.

40 a C 19 H 36 O 2 (s) + 27 O 2 (g) → 19 C O 2 (g) + 18 H 2 O(l)b

c vanderwaalsbindingd In C17H33 komt één C=C-binding voor, in C17H31 komen twee C=C-bindingen voor. In totaal komen dus vier C=C-bindingen voor in het molecuul.

H O C C

H O

CH3

OH

H3C O C

O

C17H33


49

e 2 C 3 H 8 O 3 (l) + H 2 O(l) → 5 CO(g) + 9 H 2 (g) + C O 2 (g)f Wanneer meer stoom reageert, ontstaan meer H2 en CO2 en dus ook minder CO.g Bij een hogere temperatuur verloopt de reactie sneller en zal dus per tijdseenheid meer methanol worden geproduceerd.h (200·103 × 1,3 × 10 + 200·103 × 1,3) − (200·103 × 1,3 × 10 + 200·103) = 6·104 ton of 200·103 × 1,3 − 200·103 = 6·104 ton

41 eindopdracht − Twee productieprocessen voor titaandioxide TiO2

Leg tabel 10 en jullie advies voor aan je docent.

52

Colofon

AuteursAonne Kerkstra (Technische Universiteit, Delft)Tessa Lodewijks (Bernardinuscollege, Heerlen)Toon de Valk (d’Oultremontcollege, Drunen)

EindredactieAonne Kerkstra (Technische Universiteit, Delft)

RedactieIvonne Hermens Tekst Totaal, Eindhoven

OntwerpUitgeverij Malmberg, Den Bosch

OpmaakPPMP Prepress, Wolvega

Lithografi eThe APS Group, Eindhoven

BeeldverwervingDaliz, Den Haag

IllustratiesErik Eshuis

ISBN 978-90-345-7991-1

Eerste editie, eerste oplage

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden

verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of

openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch,

mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enige andere manier, zonder

voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever.

Voor zover het maken van kopieën uit deze uitgave is toegestaan op

grond van artikel 16b Auteurswet 1912 j° het Besluit van 20 juni 1974,

St.b. 351, zoals gewijzigd bij het Besluit van 23 augustus 1985, St.b. 471,

en artikel 17 Auteurswet 1912, dient men de daarvoor wettelijk

verschuldigde vergoedingen te voldoen aan de Stichting Reprorecht

(Postbus 3051, 2130 KB Hoofddorp). Voor het overnemen van gedeelte(n)

uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken

(artikel 16 Auteurswet 1912) dient men zich tot de uitgever te wenden.

© Malmberg ‘s-Hertogenbosch

scheikunde

havo

Uitwerkingen

scheikunde

5 AUTEURS

Aonne Kerkstra Tessa LodewijksToon de Valk

EINDREDACTIE

Aonne Kerkstra

ISBN 978 90 345 7991 1

546525

SCH

EIKU

ND

E UIT

WER

KIN

GEN

5

HA

VO

AUTEURS 5 Aonne Kerkstranova-scheikunde.prd.vo.malmberg.nl/uploads/asset/document/71595/Nova... ·...

Documents

Transcript of AUTEURS 5 Aonne Kerkstranova-scheikunde.prd.vo.malmberg.nl/uploads/asset/document/71595/Nova... ·...