1 - h.hofstede

PTA toets Scheikunde Hfst 1 t/m 3
10
Veel succes!
1
Laser zet radioactief afval om
TekstFragment 1
1
2
3
4
5
6
7
Onderzoekers van het Rutherford 1 Appleton Laboratory (Engeland) zijn erin
geslaagd om met een grote laser ongeveer een miljoen atomen van jood-129 om te
zetten in jood-128. Jood-129 is een van de radioactieve atoomsoorten die ontstaan
bij het verbranden van uranium in een kernreactor.
Het voordeel van de omzetting van jood-129 in jood-128 is de veel kortere
halveringstijd van jood-128: al na 25 minuten heeft de helft van de jood-128 atomen
z’n radioactiviteit verloren, terwijl dit bij jood-129 maar liefst 15,7 miljoen jaar duurt.
naar: Technisch Weekblad
6
a
4
b
Hoeveel protonen en hoeveel elektronen bevat een atoom jood-129?
Noteer je antwoord als volgt:
aantal protonen: …
aantal elektronen: …
De onderzoekers zijn erin geslaagd om met een laser één soort deeltjes uit jood-129 atomen
te verwijderen.
Leg uit welk soort deeltjes werd verwijderd.
Volgens de regels 3 en 4 ontstaat jood-129 bij het „verbranden van uranium”.
4
c
2
6
Het goud der dwazen
Pyriet is een bekend ijzerhoudend erts. Het bestaat grotendeels uit FeS 2, dat in water slecht oplosbaar is.
In FeS2 komen ionen S22 voor.
a
Geef het aantal protonen en het aantal elektronen in een S22 ion.
Noteer je antwoord als volgt:
aantal protonen : ….
aantal elektronen : ….
b
Welke twee bindingstypen komen voor in pyriet?
4
c
8
Bij het verbranden van pyriet ontstaat naast zwaveldioxide ook ijzer(III)oxide (Fe 2O3)
d
Geef reactie van de verbranding van pyriet
6
Leg uit dat jood-129 geen verbrandingsproduct van uranium kan zijn.
Geef de juiste systematische naam voor pyriet
Bij het verbranden van één lucifer komt 10 mg zwaveldioxide vrij. Volgens een wettelijke norm mag
een werkruimte niet meer dan 15 mg zwaveldioxide per m3 bevatten.
In een scheikunde lokaal bevindt zich 200 m3 lucht. Een groep leerlingen gebruikt tijdens een practicum
40 lucifers om de branders aan te steken.
6
e
Laat met behulp van een berekening zien of tijdens dit practicum de wettelijke toegestane
hoeveelheid zwaveldioxide in het lokaal overschreden wordt.
3
Koelvloeistof
De motor van een auto wordt tijdens het rijden flink heet. Om schade te voorkomen moet de motor
worden gekoeld. Dat gebeurt met een zogenoemde koelvloeistof. Vaak wordt daarvoor een mengsel van
glycol en water gebruikt.
De structuurformule van glycol is
H
H


HOCCOH


H
H
8
Glycol mengt goed met water, doordat in het mengsel waterstofbruggen worden gevormd.
a
Teken een mengsel van glycol met water. Maak daarbij gebruik van structuurformules. Doe dit
door van beide stoffen twee moleculen te tekenen en gebruik een stippellijn ( ….) om een
waterstofbrug weer te geven.
Het toevoegen van glycol gebeurt om het bevriezen van de koelvloeistof te voorkomen als de auto
stilstaat in de winter. Het vriespunt van een oplossing van een stof in water ligt namelijk lager dan 0 C.
Hoe meer mol van een stof in een bepaalde hoeveelheid water is opgelost, des te lager is het vriespunt
van de oplossing. Voor stoffen die niet in ionen splitsen geldt, dat per mol stof die men in 1000 gram
water oplost het vriespunt van de oplossing afneemt met 1,86 C.
In plaats van glycol zou ook methanol als vriespuntverlagend middel kunnen worden gebruikt. Beide
stoffen splitsen niet in ionen. Hieronder staan enkele gegevens van beide stoffen :
methanol
glycol
5
5
4
molaire massa
(g/mol)
32,0
62,0
kookpunt
(C)
65
197
mengbaar met water
in alle verhoudingen
in alle verhoudingen
Een oplossing van een bepaald aantal gram methanol in 1000 gram water heeft een lager vriespunt dan
een oplossing van een even groot aantal gram glycol in 1000 gram water
b
Geef hiervoor een verklaring
Om een oplossing met een bepaald vriespunt te krijgen hoef je van methanol dus minder gram in een
bepaalde hoeveelheid water op te lossen dan van glycol. Toch geeft men de voorkeur aan een mengsel
van glycol en water als koelvloeistof voor auto's.
c
Leg aan de hand van een gegeven uit de bovenstaande tabel uit waarom een mengsel van
methanol en water niet geschikt is als koelvloeistof.
4
Karaat
Zuiver goud is een te zacht metaal om sieraden van te maken. Het wordt daarom gemengd
met andere metalen zoals koper, zilver, nikkel en zink.
Het goudgehalte van sieraden wordt aangegeven in karaat. Eén karaat komt overeen met
1/24 massadeel goud: 24 karaats goud is zuiver goud.
Een bepaald sieraad is gemaakt van rood goud, een legering (mengsel) van goud en koper.
Het sieraad weegt 4,8 gram en er staat bij dat het van 18 karaats goud is gemaakt.
a
Bereken hoeveel gram goud dit sieraad bevat.
8
b
Bereken het aantal mol koper per mol goud in dit sieraad.
Geef de berekening en noteer je antwoord als:
aantal mol koper : aantal mol goud = … : 1,0
5
Rood Kwik
Tekstfragment 2
Er verschenen de afgelopen jaren
met enige regelmaat artikelen over
‘rood kwik’ in de pers, zonder dat
bewijzen boven tafel kwamen over
het bestaan ervan, of over de
vermeende chemische
eigenschappen.
Rood kwik is een chemische
verbinding met de formule
Hg2Sb2O7. Er zou een kleine
kernfusiebom mee gemaakt
kunnen worden, een soort
atoombom in broekzakformaat,
luidt een van de claims.
Dr. D IJdo, werkzaam aan de
Rijksuniversiteit Leiden, lacht
merkwaardig om de vermeende
eigenschappen. Vanwege de
hardnekkige berichtgeving heeft hij
het maar eens door een van zijn
studenten laten maken.
De bereiding is eenvoudig : eerst
zuiver kwikoxide (HgO) en
antimoonoxide (Sb2O3) in de juiste
hoeveelheden mengen; daarna het
mengsel verhitten in een atmosfeer
met alleen zuurstof en klaar is Kees.
Na twee dagen is er zuiver Hg2Sb2O7
gevormd.
„We hebben een grammetje gemaakt”,
zegt IJdo laconiek.
Naar : de Volkskrant
8
a
Geef de reactievergelijking voor de vorming van rood kwik volgens de beschreven
bereidingswijze.
8
b
Bereken hoeveel gram kwikoxide minimaal nodig is om 1,0 gram rood kwik op de beschreven
wijze te bereiden.
___
100
Uitwerkingen + normering
10
1
a
b
c
I atoomnummer = 53
aantal protonen = 53
aantal elektronen = 53
neutron
verbranding is een reactie met zuurstof dus element kan nooit een
verbrandingsproduct zijn.
.
2
Het goud der dwazen
a
aantal protonen
32
(2 · 16)
aantal elektronen
34
(32 + 2)
b
ionbinding + atoombinding
c
ijzer(II)sulfide
d
4 FeS2 (s) + 11 O2(g)  2 Fe2O3 (s) + 8 SO2 (g)
e
10 · 40 = 400 mg in 200 m3
dus 2 mg/m3 mag 15 mg/m3 dus is niet overschreden
3
a
H
H
O
H
C
H
C
H
H
H
O
H
C
C
H
H
O
H
H
O
H
O
H
H
O
H
4
b
de molmassa van methanol is kleiner dan van glycol dus als je van beide evenveel gram neemt
dan heb je bij methanol een groter aantal deeltjes. Dus is de verlaging van het vriespunt groter.
c
Methanol kookt al bij 67 ºC dus zal deze stof bij een warme moter te snel verdampen
a
b
Error!. 4,8 = 3,6 g
M (Au) = 197,0
3,6 g Au ≙ Error!= 0,0183 mol
1,2 g Cu ≙ Error!= 0,0189
dus ongeveer Cu : Au = 1 : 1
5
a
2HgO + Sb2O3 + O2  H2Sb2O7
b
Molmassa HgO = 216,6
Molmassa Hg2Sb2O7 = 2 • 200,6 + 2 • 121,8 + 7 • 16,00 = 756,8 g
1;756
1 g Hg2Sb2O7 ≙
mol HgO ( = 1,32 • 103 molg)
8
HgO : Hg2Sb2O7 = 2 : 1
1;756
Dus 2•
mol = 2,64 • 103 mol HgO
8
2.64 • 103 mol HgO ≙ 2,64 • 103 • 216,6 g Hg2Sb2O7= 0,57 g HgO
dus 1 g Hg2Sb2O7 ontstaan uit 0,6 g HgO (1 significant cijfer)