WWW.CHEMIEOVERAL.NOORDHOFF.NL VIERDE EDITIE. AUTEURS Marij Kabel-van den Brand Bertie Spillane

WWW.CHEMIEOVERAL.NOORDHOFF.NL
VIERDE EDITIE
AUTEURS
Marij Kabel-van den Brand
Bertie Spillane
ICT
Nico Kabel
Patrick van Kempen
Eric Campen
Floor Bos
Dirk Penninga
EXPERIMENTEN
Iris Jaspers
Noordhoff Uitgevers
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_FM.indd 1
06/05/14 1:10 PM
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_FM.indd 2
06/05/14 1:10 PM
Inhoud
7
Koolstofverbindingen
8
Zuren en basen
15
9
Energieproductie
28
4
10 Polymeren
45
11 Duurzaam produceren
57
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_FM.indd 3
06/05/14 1:10 PM
7 Koolstofverbindingen
7.1 De koolstofkringloop
energie
geactiveerde
toestand
B 1
a De covalentie van een atoom geeft het aantal
bindingsplaatsen van dat atoom aan.
b Dat type binding is een atoombinding.
H
c H
activeringsenergie
C6H12O6 + 6 O2
H
–28,16 · 105 J
H
d In moleculaire stoffen komen alleen atomen van
niet-metalen voor.
e Dat type binding is een vanderwaalsbinding.
H H
H
H
f
en H
O
H
H
O
H
H
H
H H
g Tussen de moleculen van de eerste stof kunnen
H-bruggen optreden omdat er –OH-groepen in
voorkomen.
H
H
C
H
H
C
H
H H
H H
O H
O C C H
H C C O H
H
H
H
H
H
h De stof uit onderdeel g heeft het hoogste
kookpunt omdat er tussen de moleculen van
die stof naast de vanderwaalsbindingen ook de
(veel sterkere) H-bruggen voorkomen. Er is dan
meer energie nodig om de bindingen tussen de
moleculen te verbreken. De stof kookt dus bij een
hogere temperatuur.
i 6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
j C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O
k De verbrandingswarmte van glucose is
−28,16 ∙ 105 J mol−1. Zie tabel 56 van je Binas.
l Zie figuur 7.1.
m Fotosynthese is het omgekeerde van de
verbranding van glucose. De reactiewarmte is
dus even groot, maar tegengesteld van teken.
De reactiewarmte voor de fotosynthese is dus
+28,16 ∙ 105 J.
4 Hoofdstuk 7
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch07.indd 4
6 CO2 + 6 H2O
7.1
7.2 Alkanen en alkenen
A 2
a Een koolwaterstof is een verbinding die uitsluitend
uit koolstof en waterstofatomen is opgebouwd.
b Een koolwaterstof is onverzadigd als tussen twee
C-atomen een dubbele of drievoudige binding
voorkomt.
c In een vertakt molecuul komt minstens één
C-atoom voor dat met drie of vier andere
C-atomen is verbonden.
B 3
a De verbindingen waarin één of meer dubbele
bindingen voorkomen, zijn onverzadigd: b en d.
b De moleculen a en c zijn beide vertakt.
A 4
a Een homologe reeks is een verzameling stoffen die
dezelfde algemene formule hebben.
b CnH2n+2
c CnH2n
B 5
a C9H20
b De stof C7H14 hoort tot de homologe reeks van
de alkenen omdat de verhouding C : H = 1 : 2
(dus CnH2n).
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:05 PM
B 6
De stoffen 2 en 3 hebben dezelfde
molecuulformule, maar verschillende
structuurformules. De stoffen 2 en 3 zijn dus
isomeren.
a Verbinding b is een alkeen.
b Verbinding e is een alkaan.
c Verbinding a = C6H14
Verbinding b = C4H8
Verbinding c = C7H16
Verbinding d = C5H8
Verbinding e = C6H14
B 12
A 7
Isomeren zijn verschillende stoffen (verschillende
structuurformules) met dezelfde molecuulformule.
B 8
CH3
a
H3C CH2 CH2 CH3
H3C CH CH3
b H3C CH2 CH2 CH2 CH2 CH3
H3C CH2 CH2 CH CH3
CH3
H3C CH2 CH CH2 CH3
CH3
a De namen van de isomeren uit 8a zijn: butaan en
2-methylpropaan.
De namen van de isomeren uit 8b zijn:
– hexaan
– 2-methylpentaan
– 3-methylpentaan
– 2,2-dimethylbutaan
– 2,3-dimethylbutaan
b a 2-methylpentaan
b but-1-een
c 2,4-dimethylpentaan
d pent-1,3-dieen
e hexaan
C 13
CH3
a
H3C
CH
CH3
CH3
CH
CH3
b
H3C
CH3
CH
CH3
CH3
H3C C CH2 CH3
H3C
CH
C
c
B 9
Dat zijn methaan, ethaan, propaan, butaan, pentaan
en hexaan.
B 11
CH3
CH3
CH3
A 10
CH2
CH3 CH2
CH3
Stoffen a en e zijn isomeren omdat de molecuulformule van beide C6H14 is en de structuurformules van
elkaar verschillen.
CH
H3C CH2
CH3
CH CH2 CH CH2
CH3 CH3
d
H3C
C
C
CH2
CH3
e H3C CH
CH
CH
CH
CH3
CH3 CH2
CH3
a Stof 1: butaan
Stof 2: but-1-een
Stof 3: but-2-een
b De molecuulformule van stof 1 is C4H10.
De molecuulformule van stof 2 is C4H8.
De molecuulformule van stof 3 is C4H8.
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch07.indd 5
Koolstofverbindingen 5
06/05/14 1:05 PM
7.3 Koolstofverbindingen
met een karakteristieke
groep
A 14
a Een karakteristieke groep is een atoom of een
atoomgroep die bestaat uit andere atomen dan
C- en H-atomen.
O
b
C
OH
c –O-H
d Een F-, een Cl-, een Br- of een I-atoom
e –NH2
B 15
C 19
a Dioxine kan goed in vet oplossen en is dus
hydrofoob.
b Als koeien dioxine binnenkrijgen, kan het in de
melk komen en zo in de voedselketen en bij de
mens komen.
c De LD50 van een stof is de hoeveelheid van een
stof die bij 50% van een populatie proefdieren
tot de dood leidt. De stof wordt in één keer
toegediend en is dus een maat voor de acute
giftigheid. De LD50 wordt meestal opgegeven in μg
of mg per kg levend weefsel.
d De LD50 van dioxine is 1 μg kg−1.
e Volgens Binas tabel 97B behoort dioxine hiermee
tot de zeer vergiftige stoffen.
A 20
Een alkaanzuur kun je opvatten als een alkaan waarin
een CH3-groep is vervangen door de groep
O .
C
a Nee, de alkaanzuren vormen een deelverzameling
van de carbonzuren.
b Ja, want de alkanolen vormen een deelverzameling
van de alcoholen.
A 16
Een halogeenalkaan is een alkaan waarin een H-atoom
is vervangen door een halogeenatoom (F, Cl, Br of I).
OH
B 21
1 ethaanzuur
2 hexaanzuur
3 methaanzuur
B 22
a
B 17
H3C CH2 CH2 C OH
2-chloorbutaan
broommethaan
2-joodbutaan
b
C
C
C
C
C
OH
O
H3C
C
OH
C
Cl
C 23
2-chloorhexaan
C
C
C
C
C
C
C
C
Cl
3-chloorhexaan
C
CH2
c
1-chloorhexaan
C
O
H3C
C 18
C
O
C
C
Cl
6 Hoofdstuk 7
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch07.indd 6
1 Geen alkaanzuur omdat het niet is afgeleid van
een alkaan (maar van een alkaanamine) waarin één
–CH3-groep is vervangen door een zuurgroep.
2 Wel een alkaanzuur omdat het is afgeleid van een
alkaan waarin één –CH3-groep is vervangen door
een zuurgroep.
3 Geen alkaanzuur omdat het niet is afgeleid van
een alkaan (maar van een alkeen) waarin één
–CH3-groep is vervangen door een zuurgroep.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:05 PM
A 24
Een alkanol kun je opvatten als een alkaan waarin één
H-atoom is vervangen door een –O-H-groep.
B 25
H3C CH2
b Een substitutiereactie is endotherm omdat
toevoeren van energie in de vorm van licht
nodig is.
B 30
CH2
OH
propaan-1-ol
en
H3C
CH
CH3
OH
propaan-2-ol
a C4H10 + Cl2 → C4H9Cl + HCl
b
H H H H
H
H
H
H
H en H
C
C
C
C
H
Cl
H
H
H
C
C
C
C
Cl
H
H
H
H
A 26
Een alkaanamine kun je opvatten als een alkaan waarin
één H-atoom is vervangen door een –NH2-groep.
B 27
pentaan-1-amine
H2C CH2 CH2 CH2 CH3
NH2
pentaan-2-amine
H3C CH CH2 CH2 CH3
NH2
pentaan-3-amine
H3C CH2 CH CH2 CH3
NH2
C 28
a H2N CH2 CH2 CH2 CH2 NH2 en
H2N CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 NH2
b C4H12N2 en C5H14N2
c De moleculen van elk van deze verbindingen
beschikken over twee –NH2-groepen. Elke
–NH2-groep kan H-bruggen vormen met
watermoleculen. Hierdoor is de oplosbaarheid
in water groot.
C 31
1,1-dibroompropaan
1,2-dibroompropaan
1,3-dibroompropaan
2,2-dibroompropaan
A 32
Een additiereactie is een reactie tussen een alkeen
en een stof met kleine moleculen, bijvoorbeeld een
halogeen. De dubbele binding in het alkeenmolecuul
breekt open en beide halogeenatomen koppelen op de
vrijgekomen bindingsplaatsen.
B 33
Broomwater is een geschikt reagens. De moleculen
van onverzadigde vetzuren bevatten dubbele bindingen tussen C-atomen. Doordat broom geaddeerd
wordt aan deze dubbele bindingen kun je het broomwater zien ontkleuren.
B 34
a Reactie 3 is een substitutiereactie omdat een
H-atoom wordt vervangen door een Cl-atoom.
b De reacties 1 en 4 zijn additiereacties omdat vóór
de pijl een dubbele binding aanwezig is en achter
de pijl niet. Een klein molecuul, waterstof en water,
is toegevoegd aan de beginstof.
C 35
7.4 Substitutie- en
additiereacties
A 29
a Een substitutiereactie is een reactie tussen een
alkaan en bijvoorbeeld een halogeen waarbij een
H-atoom in het alkaan wordt vervangen door een
halogeenatoom.
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch07.indd 7
a
H2C CH CH2 CH3 + H2O → H2C
CH2
CH2
CH3
OH
H2C CH CH2 CH3 + H2O → H3C
CH CH2
CH3
OH
b butaan-1-ol en butaan-2-ol
Koolstofverbindingen 7
06/05/14 1:05 PM
c Alleen butaan-2-ol
H3C CH CH CH3 + H2O → H3C CH
Zet je gegevens in een verhoudingstabel.
CH2
CH3
OH
H3C CH CH CH3 + H2O → H3C
CH2
CH
CH3
OH
Beide structuurformules van het butanol stellen
dezelfde stof voor. Let op de nummering van de
hoofdketen.
d
H2C CH CH2 CH3 + Br2 → H2C
Br
CH
CH2
CH3
CH
CH
CH3
Br
Br
Br
Er ontstaat alleen 1,2-dibroombutaan.
alcohol mL
12
x
wijn mL
100
750
Door gebruik te maken van kruisproducten kun je x
berekenen.
750 × 12
= 90
100
x=
In 750 mL wijn zit 90 mL alcohol.
c Door te wijn te verdelen over zes glazen verandert
het alcoholpercentage niet. Dat blijft 12%. De wijn
blijft immers even ‘sterk’. Alleen de hoeveelheid
alcohol in elk glas is een zesde deel van de alcohol
die in de fles aanwezig was.
e
H3C CH CH CH3 + Br2 → H3C
C 39
a Uit deze glucosebouwstenen kun je je cellulose
opgebouwd denken:
Er ontstaat alleen 2,3-dibroombutaan.
H2C OH
O
C 36
OH
OH
a
HC CH CH3 H2C C CH3 H2C CH CH2
Cl
Cl
Cl
b Dat kan niet omdat bij een additiereactie de
dubbele binding verdwijnt.
c Ook in het licht kan additie plaatsvinden:
CH3
CH
H2C
Cl
Cl
OH
OH
b De letter n staat voor het aantal glucoseresten dat
aan elkaar is gekoppeld.
c Dit proces heet hydrolyse.
d (C6H10O5)n + n H2O → n C6H12O6
A 40
Genotmiddel, schoonmaakmiddel, brandstof,
oplosmiddel, grondstof in de chemische industrie
7.5 Ethanol
B 41
A 37
a Door additie van water aan etheen of door
vergisting van glucose
CH2
b H2C CH2 + H2O → H3C
OH
C6H12O6(aq) → 2 C2H5OH(aq) + 2 CO2(g)
B 38
a Alcohol is ook giftig voor gistcellen. Bij een hoger
alcoholpercentage gaan ze dood.
b 12 volumeprocent betekent: in 100 mL wijn zit
12 mL alcohol.
Hoeveel alcohol zit in 750 mL wijn?
8 Hoofdstuk 7
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch07.indd 8
a Druiven worden geoogst, geperst en in grote vaten
tot gisting gebracht.
b Extractie berust op verschil in oplosbaarheid.
c Het suikerriet fijnmaken, water toevoegen en
filtreren, het filtraat is een suikeroplossing.
d Destillatie berust op verschil in kookpunt.
e Dat is de vloeistof water. Ook onder het kookpunt
zal water al verdampen: de kookpunten van
ethanol en water verschillen niet erg veel.
C 42
a Man en vrouw drinken evenveel: de factor A is dan
voor man en vrouw gelijk. De factoren p en r zijn
voor vrouwen kleiner dan voor mannen.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:05 PM
De teller in de formule is gelijk, en bij vrouwen is
de noemer kleiner. De uitkomst van de breuk, de
alcoholconcentratie in het bloed, komt dus voor
vrouwen hoger uit.
b Het ontbrekende gegeven in de formule voor het
alcoholpromillage is de factor A.
In 100 mL whisky zit 31,6 g alcohol.
Hoeveel g alcohol zit in 400 mL whisky?
Zet je gegevens in een verhoudingstabel.
A 45
Ethanol, methanol, water, een blauwe kleurstof en een
braakmiddel
B 46
Butanol is minder hydrofiel dan de andere twee alkanolen. Het hydrofobe deel van het molecuul gaat het hydrofiele deel (dat H-bruggen kan vormen) overheersen.
C 47
alcohol g
31,6
x
whisky mL
100
400
Door gebruik te maken van kruisproducten kun je x
berekenen.
x=
400 × 31,6
= 126
100
In 400 mL whisky zit 126 g alcohol. Dat is de factor
A in de formule.
De man heeft een massa van 85 kg. Dat is de factor
p in de formule. Voor mannen is de factor r 0,7. Je
vult de formule in:
C=
126
= 2 promille.
85 × 0,7
c De afname van het alcoholpromillage is 0,15
promille per uur.
Hoe lang duurt het voordat een promillage van
2 promille is verdwenen?
Zet je gegevens in een verhoudingstabel.
afname promillage
0,15
2
tijd (uur)
1
y
Door gebruik te maken van kruisproducten kun je y
berekenen.
1×2
y=
= 1 · 101
0,15
Na 1 · 101 uur heeft deze man geen alcohol meer in
zijn bloed.
C 43
a C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O
b Het alcoholpercentage in deze dranken is zo hoog
dat de bacteriën doodgaan en de ethanol dus niet
kunnen omzetten in azijnzuur.
a In 100 mL spiritus zit 85 mL ethanol.
Je wilt weten hoeveel ethanol in 500 mL spiritus zit.
Zet je gegevens in een verhoudingstabel.
ethanol mL
85
x
spiritus mL
100
500
Door gebruik te maken van kruisproducten kun je x
berekenen.
x=
In 500 mL spiritus zit 4,3 · 102 mL ethanol.
b In Binas tabel 11 staat de dichtheid van ethanol:
0,80 · 103 kg m−3 = 0,80 kg dm−3 = 0,80 g mL−1.
Je wilt weten hoe groot de massa van 4,3 · 102 mL
ethanol is.
Zet je gegevens in een verhoudingstabel.
ethanol g
0,80
y
ethanol mL
1,0
4,3 · 102
Door gebruik te maken van kruisproducten kun je y
berekenen.
y=
4,3·102 × 0,80
= 3,4 · 102
1,0
4,3 · 102 mL ethanol heeft een massa van 3,4 · 102 g.
In 500 mL spiritus zit 3,4 · 102 g ethanol.
c De molaire massa van ethanol, C2H6O, is 46,07 g.
In 1,00 liter spiritus zit: 2 × 3,4 · 102 g = 6,8 · 102 gram
ethanol.
Je wilt weten hoeveel mol dat is.
Zet je gegevens in een verhoudingstabel.
ethanol mol
1,000
z
ethanol g
46,07
6,8 · 102
Door gebruik te maken van kruisproducten kun je
z berekenen.
A 44
Op alcohol die bestemd is voor de consumptie wordt
accijns geheven.
500 × 85
= 4,3 · 102
100
z=
6,8·102 × 1,000
= 15
46,07
6,8 · 102 g ethanol komt overeen met 15 mol ethanol.
De molariteit van ethanol in spiritus is 15 mol L−1.
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch07.indd 9
Koolstofverbindingen 9
06/05/14 1:05 PM
7.6 Esters
B 52
a
A 48
O
H3C
CH2
OH + HO
C
CH3 →
O
a
O
C
O
H3C
C
b
b De naam van een ester is gebaseerd op de
grondstoffen waaruit deze gemaakt is: een alcohol
en een carbonzuur.
H
OH + HO
C
H3C
CH2
CH2
HO
b H3C
c
OH butaanzuur en
CH3 propaanzuur
c H3C CH2 CH2 OH propaan-1-ol en
O
C
HO
CH3 ethaanzuur
C 50
O
H3C
CH2
CH2
C
OH
butaanzuur
O
H3C
CH2
C
O
CH3
de ester van propaanzuur en methanol
O
H3C
C
O
CH2
CH3
de ester van ethaanzuur en ethanol
C
O
C
OH + HO
CH2
CH2
CH3
de ester van methaanzuur en propaan-1-ol
O
CH CH2 CH3 →
O
H3C
C
CH3
O
CH
CH2
CH3 + H2O
C 53
De structuurformule van de ester van methaanzuur en
methanol is:
O
H
C
O
CH3, dus de molecuulformule is C2H4O2.
De molecuulmassa is (2 × 12,01) + (4 × 1,008) +
(2 × 16,00) = 60,05 u.
Per molecuul is aanwezig: 2 × 12,01 = 24,02 u van de
atoomsoort C.
Hoeveel u van de atoomsoort C is aanwezig in 100,0 u
van de ester?
Zet je gegevens in een verhoudingstabel.
koolstof (u)
24,02
x
ester (u)
60,05
100,0
Door gebruik te maken van kruisproducten kun je x
berekenen.
x=
O
H
H3C
C
CH3
O
OH ethanol en
CH2
CH3 + H2O
O
CH3 ethanol
CH2
O
C
HO
C
CH2
CH2
CH3 →
CH2
H
O
CH3 + H2O
O
B 49
a
O
C
CH2
24,02 × 100,0
= 39,98
60,05
In 100,0 u ester zit 39,98 u van de atoomsoort C.
Het massapercentage van de atoomsoort C in de ester
is 39,98%.
A 51
a Een ester kun je maken uit een carbonzuur
(bijvoorbeeld een alkaanzuur) en een alcohol
(bijvoorbeeld een alkanol).
b Dat is een condensatiereactie.
c Een zuur, H+-ionen
d Er ontstaat ook water.
10 Hoofdstuk 7
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch07.indd 10
A 54
a Een carbonzuur (bijvoorbeeld een alkaanzuur) en
een alcohol (bijvoorbeeld een alkanol)
b De reactie heet hydrolyse.
c Een zuur, H+-ionen
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:05 PM
B 55
a Een verestering is een reactie tussen een zuur en
een alcohol. Dat is reactie 3.
b Een additiereactie is een reactie tussen een
onverzadigde verbinding en een andere stof.
Hierbij ontstaat één reactieproduct en de dubbele
binding verdwijnt. Dat is reactie 2.
c Een hydrolysereactie is een reactie met water
als één van de beginstoffen waarbij bindingen
worden verbroken in de moleculen van de andere
beginstof. Dus reactie 1.
0,496 mol butaanzuur komt overeen met 43,7 g
butaanzuur.
Bij de hydrolyse van 50,6 g ester ontstaat 43,7 g
butaanzuur.
A 57
Een ester doet dienst als:
– oplosmiddel
– hulpmiddel bij het toedienen van medicijnen
– geur en/of smaakstof
B 58
C 56
De ester van ethaanzuur en pentaan-1-ol heeft een
grotere molecuulmassa dan de ester van ethaanzuur
en ethanol. Hoe groter de molecuulmassa, des te sterker zijn de vanderwaalsbindingen tussen de moleculen
en des te hoger is het kookpunt.
a De ester is hydrofoob omdat er geen NH- of
OH-groepen zijn om H-bruggen te vormen met
watermoleculen.
b
O
H3C
CH2
C
CH2
O
C 59
CH3 + H2O →
O
H3C
CH2
CH2
C
OH + HO
CH3
c De molaire massa van C5H10O2 = (5 × 12,01) +
(10 × 1,008) + (2 × 16,00) = 102,1 g.
Hoeveel mol is 50,6 g C5H10O2?
Zet je gegevens in een verhoudingstabel.
mol C5H10O2
1,000
x
g C5H10O2
102,1
50,6 g
Door gebruik te maken van kruisproducten kun je x
berekenen.
x=
1,000 × 50,6
= 0,496
102,1
a Flavours moet je kunnen ruiken. Ze moeten dus
al bij lage temperatuur verdampen (vluchtig zijn).
Ruiken is immers het waarnemen van gasvormige
stoffen.
b Esters zijn moleculaire stoffen waarin alleen
vanderwaalsbindingen tussen de moleculen
voorkomen en geen H-bruggen. Ze hebben
daardoor betrekkelijk lage kookpunten.
c De smaak ‘verdwijnt’ doordat de smaakstoffen
die in het voedsel aanwezig zijn, verdampen of
ontleden.
7.7 Oliën en vetten
50,6 g C5H10O2 = 0,496 mol C5H10O2
De molverhouding C5H10O2 : butaanzuur = 1 : 1
(zie reactievergelijking in a).
Er zal dus 0,496 mol butaanzuur ontstaan.
De molaire massa van butaanzuur, C4H8O2 =
(4 × 12,01) + (8 × 1,008) + (2 × 16,00) = 88,10 g.
Hoeveel g komt overeen met 0,496 mol butaanzuur?
Zet je gegevens in een verhoudingstabel.
mol C4H8O2
1,000
0,496
g C4H8O2
88,10
y
Door gebruik te maken van kruisproducten kun je y
berekenen.
y=
88,10 × 0,496
= 43,7
1,000
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch07.indd 11
A 60
a Driemaal een estergroep
b Uit glycerol en vetzuren
c In een oliemolecuul zitten de staarten van
onverzadigde vetzuren. In een vetmolecuul zitten
staarten van verzadigde vetzuren.
d Een olie is vloeibaar bij kamertemperatuur en een
vet is vast bij kamertemperatuur.
B 61
Linolzuur en oliezuur zijn onverzadigde vetzuren.
Palmitinezuur en stearinezuur zijn verzadigde vetzuren.
In sojaolie komen meer onverzadigde en minder verzadigde vetzuurstaarten voor dan in rundvet. Daarom is
sojaolie vloeibaar.
Koolstofverbindingen 11
06/05/14 1:05 PM
C 62
C 65
a
a
O
H2C O
C
C17H35
O
H2C O
C
O
C19H31
O
HC
O
C
C17H35
HC
O
C
O
C19H31
C17H35
H2C
O
C
C19H31
O
H2C
O
C
b Glyceryltristearaat is een vet. De vetzuren zijn
immers verzadigd.
c
O
H2C O
C
C17H35
O
HC
O
C
C17H35 + 3 H2O →
b Arachidonzuur is een onverzadigd vetzuur.
c Er zitten vier dubbele bindingen in elk van
de drie veresterde vetzuren. Per mol olie zijn
oorspronkelijk 12 mol dubbele bindingen
aanwezig. Er moet 6 mol dubbele bindingen
verdwijnen. Daarvoor heb je per mol olie ook
zes mol waterstof nodig.
O
H2C
O
C
C 66
C17H35
H2C OH
O
HC OH + 3 HO
C
C17H35
H2C OH
A 63
a – Olie uit vruchten en zaden kan worden
gewonnen door persen.
– Olie uit zaden kan ook worden gewonnen door
fijnmaken en extraheren met hexaan.
b Vetharding is de additie van waterstof aan de
dubbele binding in een olie. Hierdoor ontstaat
een vet.
B 64
O
a
H2C O
C
C17H33
O
H2C
C
O
C17H33
C
C17H33
O
b
C
C
O
C21H41
HC
O
C
O
C21H41
H2C
O
C
C21H41
c De dubbele binding in de staarten van het
veresterde erucazuur
d De betekenis is dat de dubbele binding in
erucazuur tussen C atoom 9 en 10 zit, gerekend
vanaf de kant waar de zuurgroep niet zit.
e Nee, want carinataolie is hydrofoob. Het bevat
geen –OH- en/of –NH-groepen.
f
O
HC
H2C O
O
H2C
C
O
C17H35
HC
O
C
O
C17H33 + 3 H2 → HC
O
C
O
C17H35
H2C
O
C
C17H33
O
C
C17H35
c glyceryltristearaat
12 Hoofdstuk 7
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch07.indd 12
C21H41
O
C
C21H41 + 3 H2O →
O
O
C17H33
C
O
O
H2C O
H2C O
H2C O
O
HC
a Een tri-ester van glycerol en erucazuur (en nog wat
andere vetzuren)
b
O
H2C
O
C
C21H41
H2C OH
HC OH + 3 HO
O
C
C21H41
H2C OH
g De reactie is een hydrolysereactie.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:05 PM
h
O
H3C
O
C
C21H41
C4H7SH (mol)
1,000
y
C4H7SH (g)
88,16
1,5
Door gebruik te maken van kruisproducten kun je y
berekenen.
i
In de glucoserest in het glucosinolaatmolecuul
zitten veel OH-groepen.
j Dit zijn H-bruggen.
k Het N-atoom is hiervoor verantwoordelijk.
y=
1,000 × 1,5
= 1,702 ∙ 10−2
88,16
1,5 g C4H7SH komt overeen met 1,702 ∙ 10−2 mol
C4H7SH.
7.8 Afsluiting
1
a Een juist antwoord kan als volgt zijn weergegeven:
H3C
CH2
CH
CH3
CH3
H3C HC
HS
CH2
SH
CH3
H3C
C
CH3
SH
b Een juiste berekening leidt, afhankelijk van de
gevolgde berekeningswijze, tot de uitkomst 36,36
of 36,37 (massaprocent).
De molecuulmassa van C4H7SH = 88,16 u.
Per molecuul C4H7SH is 32,06 u van de atoomsoort
S aanwezig.
Hoeveel u S zit in 100,0 u C4H7SH?
Zet je gegevens in een verhoudingstabel.
Het volume van het lokaal bedraagt
10,0 × 5,6 × 3,0 = 1,68 ∙ 102 m3.
1,702·10−2
= 1,013 ∙ 10-4 mol
Per m3 is aanwezig:
1,68·102
C4H7SH.
De geurdrempel is 1,2 ∙ 10−9 mol per m3.
De aanwezige concentratie aan C4H7SH is:
1,013·10−4
= 8,4 ∙ 104 maal zo groot als de
1,2·10−9
geurdrempel.
e Een juist antwoord kan als volgt zijn weergegeven:
O
CH3
H3C CH CH2 CH2 SH HO C CH3
2
In 100,0 u C4H7SH zit 36,37 u van de atoomsoort S.
Het massapercentage van de atoomsoort S in
C4H7SH = 36,37%.
c Een voorbeeld van een juist antwoord is:
H3C CH CH CH2 SH
d Een juiste berekening leidt afhankelijk van de
gevolgde berekeningswijze, tot de uitkomst
8,4 ∙ 104 of 8,5 ∙ 104.
a CO en CO2
b Voorbeelden van juiste antwoorden zijn:
− De formule van acetyleen / C2H2 voldoet niet aan
de algemene formule CnH2n, dus is het geen alkeen.
− Een acetyleenmolecuul bevat een drievoudige
binding, dus is het geen alkeen.
− Een acetyleenmolecuul kan nog vier
waterstofatomen opnemen, dus is het geen
alkeen.
− In een acetyleenmolecuul komen slechts twee
H-atomen voor, dus is het geen alkeen.
− Acetyleen is ethyn en is dus geen alkeen.
c Voorbeelden van juiste of goed te rekenen
antwoorden zijn:
− C2H2 + O2 → C + CO + H2O
− C2H2 + O2 → C + CO2 + H2
− C2H2 + O2 → 2 CO + H2
− 2 C2H2 + 2 O2 → 2 C + CO + CO2 + H2 + H2O
− 3 C2H2 + 3 O2 → C + 5 CO + 2 H2 + H2O
d Een juiste berekening leidt tot de uitkomst 0,27 (mol).
De molaire massa van C4H7SH = 88,16 g.
Met hoeveel mol komt 1,5 mg C4H7SH overeen?
Zet je gegevens in een verhoudingstabel.
In de melkbus zit 30 dm3 (= L) lucht. 21% daarvan
is zuurstof. Dat wil zeggen per 100 L lucht is 21 L
zuurstof aanwezig.
C4H7SH (u)
100,0
88,16
S (u)
x
32,06
Door gebruik te maken van kruisproducten kun je x
berekenen.
x=
100 × 32,06
= 36,37
88,16
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch07.indd 13
Koolstofverbindingen 13
06/05/14 1:05 PM
Hoeveel L zuurstof zit in de melkbus (inhoud is
30 L)?
Zet je gegevens in een verhoudingstabel.
lucht (L)
100
30
zuurstof (L)
21
x
Door gebruik te maken van kruisproducten kun je x
berekenen.
x=
3
H3C (CH 2) 14 C O (CH 2) 29 CH3
4
a Het heeft een kooktraject, want autobenzine is een
mengsel.
b Een juiste berekening leidt tot de uitkomst 84,28(%).
21 × 30
= 6,30
100
De molaire massa van octaan (C8H18) = 114,0 u.
Per molecuul octaan is 96,08 u van de atoomsoort
C aanwezig.
Hoeveel u C zit in 100,0 u octaan?
Zet je gegevens in een verhoudingstabel.
In 30 L lucht in de melkbus zit 6,30 L zuurstof.
1,0 mol zuurstof heeft een volume van 23 L.
Hoeveel mol komt overeen met 6,30 L zuurstof?
Zet je gegevens in een verhoudingstabel.
zuurstof (mol)
1,0
y
zuurstof (L)
23
6,30
1,0 × 6,30
= 0,27
23
6,30 L zuurstof komt overeen met 0,27 mol
zuurstof.
e Een juiste berekening leidt afhankelijk van de
gevolgde berekeningswijze, tot de uitkomst 17
of 18 (g).
Voor de hardste knal is een molverhouding
acetyleen : O2 = 1 : 1 nodig.
Dus er is 0,27 mol carbid nodig.
De molaire massa van carbid (CaC2) is 64,10.
Hoeveel g komt overeen met 0,27 mol CaC2?
Zet je gegevens in een verhoudingstabel.
CaC2 (mol)
1,0
0,27
CaC2(g)
64,10
z
C8H18 (u)
100,0
114,0
C (u)
x
96,08
Door gebruik te maken van kruisproducten kun je x
berekenen.
Door gebruik te maken van kruisproducten kun je
y berekenen.
y=
O
x=
100,0 × 96,08
= 84,28
114,0
In 100,0 u C8H18 zit 84,28 u van de atoomsoort C.
Het massapercentage van de atoomsoort C in
octaan = 84,28%
c Antwoord C is juist.
d In een automotor heerst een hoge(re) temperatuur
(dan in de buitenlucht).
e Wit kopersulfaat, dat wordt blauw (met water)
5
a
O
C
OH en
–C=C–
b In een molecuul linolzuur komen twee dubbele
bindingen voor tussen C-atomen (–C=C–).
c C17H31COOH
d Nee. Je weet immers niet waar de dubbele
bindingen precies zitten.
Door gebruik te maken van kruisproducten kun je z
berekenen.
z=
64,10 × 0,27
= 17
1,0
0,27 mol CaC2 komt overeen met 17 g CaC2.
Voor de hardste knal heb je 17 g carbid nodig.
14 Hoofdstuk 7
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch07.indd 14
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:05 PM
8 Zuren en basen
8.1 De pH van je bloed
B 1
a – De pH van zure schoonmaakmiddelen is lager
dan zeven.
– De pH van basische schoonmaakmiddelen is
hoger dan zeven.
b Doe een druppel van de vloeistof op het universeel
indicatorpapier. Vergelijk de kleur van het papier
met de kleuren op het doosje. Lees pH af die bij
de kleur hoort.
c – Met zure schoonmaakmiddelen kun je
kalkaanslag weghalen.
– Met basische schoonmaakmiddelen kun je
ontvetten.
d Bijvoorbeeld azijn, zoutzuur, ontkalkingsmiddelen
e Bijvoorbeeld afwasmiddel, wasmiddelen, soda,
allesreiniger
f Zie de onderstaande tabel.
b De oplossing wordt minder basisch. De pH wordt
lager en nadert 7. Ook hier gaat de oplossing
steeds meer op water lijken.
c De waarde nadert tot de pH van zuiver water,
dus 7.
d De waarde nadert tot de pH van zuiver water,
dus 7.
A 4
a Je kunt de pH van een oplossing meten met een
pH-meter, met universeelindicatorpapier of met
behulp van zuur-base-indicatoren.
b Meten met een pH-meter is het meest nauwkeurig.
B 5
a Zuur-base-indicatoren zijn stoffen die bij een
bepaalde pH van kleur veranderen.
b Zie de onderstaande tabel.
indicator
pH = 3
pH = 6
pH = 11
methyloranje
rood
oranjegeel
oranje/geel
formules
namen
methylrood
rood
oranje/geel
geel
CH3COO−
acetaation
fenolrood
geel
geel
rood
OH−
hydroxide-ion
SO32−
sufietion
2−
O
oxide-ion
NO2−
nitrietion
carbonaation
CO32−
−
HCO3
B 6
Citroensap verlaagt de pH van de jam. Kleurstof in
pruimenjam heeft bij een lage pH een frisrode kleur:
het is een zuur-base-indicator.
waterstofcarbonaation
8.2 De pH van een
oplossing
B 7
Nee, rood is de ‘zure kleur’ van lakmoes en blauw de
‘basische kleur’.
B 8
Broomthymolblauw wordt geel: pH < 6,0.
Congorood wordt oranjerood: pH > 5,0.
De pH van de oplossing ligt tussen 5,0 en 6,0.
A 2
a pH < 7
b pH > 7
c pH = 7
B 3
a De oplossing wordt minder zuur. De pH wordt
dus hoger en nadert 7. De oplossing gaat immers
steeds meer op water lijken.
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch08.indd 15
C 9
a Broomfenolrood wordt paarsrood: pH > 6,8.
Thymolblauw wordt geel: 4 < pH < 8 (let op: twee
omslagtrajecten!).
De pH van de oplossing ligt tussen 6,8 en 8.
b Zie elk van de indicatoren in het antwoord op
vraag a.
Zuren en basen 15
06/05/14 1:06 PM
8.3 Zuren
A 10
Alle zure oplossingen:
– hebben een zure smaak;
– beïnvloeden de kleur van zuur-base-indicatoren;
– hebben een pH-waarde die kleiner is dan 7.
A 11
a H+
b Bij het oplossen van een zuur in water
c Het negatieve ion dat overblijft als een zuur H+
heeft afgestaan
A 12
a H2CO3 (H2O + CO2)
b CH3COOH
c H2SO4
c (zuiver) waterstofchloride
d zwavelzuuroplossing
C 19
a natriumchloride: NaCl
waterstofchloride: HCl
In de formule van natriumchloride komen symbolen
van metalen en niet-metalen voor. In de formule van
waterstofchloride komen alleen symbolen van nietmetalen voor.
b ionbindingen
c Atoombindingen en vanderwaalsbindingen
e Na+(aq) + Cl−(aq) en H+(aq) + Cl−(aq)
f In natriumchloride zijn de Na+- en de Cl−-ionen al
in het rooster aanwezig. Bij het oplossen laten ze
elkaar los en omringen zich met een watermantel.
In waterstofchloride zit in elk molecuul een
H-atoom door middel van een atoombinding vast
aan een Cl-atoom. Tijdens het oplossen ontstaan
H+-ionen en Cl−-ionen.
A 13
a waterstofchloride
b koolzuur
c fosforzuur
B 14
a HCl(g) → H+(aq) + Cl−(aq)
b HNO3(l) → H+(aq) + NO3−(aq)
c CH3COOH(l) → H+(aq) + CH3COO−(aq)
B 15
a Als er beweeglijke geladen deeltjes in aanwezig
zijn
b Alle zure oplossingen bevatten beweeglijke
H+-ionen en negatieve ionen.
c De positieve ionen hoeven geen H+-ionen te zijn.
Denk maar aan zoutoplossingen.
C 20
a Je hebt 400 ∙ 10−3 g Mg = x mol Mg.
Molaire massa van Mg = 24,31 g mol−1.
x=
1,000 × 400·10−3
= 1,65 ∙ 10−2 mol Mg
24,31
Molariteit van HCl = [H+] is 1,00 mol L−1.
In 10,0 mL van de oplossing zit y mol H+.
y=
1,00 × 10,0·10−3
= 1,00 ∙ 10−2 mol H+
1,00
De molverhouding Mg: H+ = 1 : 2.
1,00 ∙ 10−2 mol H+ reageert dus met 0,500 ∙ 10−2 mol
Mg.
Er blijft dan 1,65 ∙ 10−2 − 0,500 ∙ 10−2 = 1,15 ∙ 10−2 mol
Mg over. Mg is dus in overmaat.
b Neem voor het aantal mol waterstof z.
B 16
a Zoutzuur is de naam voor de oplossing van
waterstofchloride in water.
b Waterstofchloride-oplossing of zoutzuur
B 17
a H+(aq) + NO3−(aq)
b 2 H+(aq) + SO42−(aq)
c H+(aq) + Cl−(aq)
B 18
a waterstofchloride-oplossing (zoutzuur)
b (zuiver) salpeterzuur
16 Hoofdstuk 8
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch08.indd 16
H+
molverhouding
gegeven/gevraagd
z=
H2
2
1,00 ∙ 10
1
−2
z
1 × 1,00·10−2
= 5,00 ∙ 10−3 mol H2
2
c Molaire massa H2 = 2 × 1,008 = 2,016 g mol−1.
Je hebt 5,00 ∙ 10−3 mol H2 = p g H2.
p=
2,016 × 5,00·10−3
= 1,01 ∙ 10−2 H2
1,000
1,0 m3 H2 heeft een massa van 0,0827 kg.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:06 PM
Je hebt 1,01 ∙ 10−2 g H2 = q m3 H2.
q=
1,000 × 1,01·10−2 × 10−3
= 1,2 ∙ 10−4 m3 H2
0,0827
= 1,2 ∙ 10 × 10 = 1,2 ∙ 10 cm H2
−4
6
2
3
A 21
Bij het oplossen van een sterk zuur reageert het in
water tot H+-ionen en zuurrestionen in een aflopende
reactie. Bij het oplossen van een zwak zuur leidt de
reactie in water tot een evenwicht.
Hoe groter de waarde van K, des te sterker is het
zwakke zuur.
C 23
a Een sterk zuur reageert in een aflopende reactie
onder vorming van H+-ionen en zuurrestionen. Uit
0,10 mol van een eenwaardig sterk zuur zal dus
0,10 mol H+ ontstaan.
Dat is alleen het geval bij het zuur HY.
b HX(aq) H+(aq) + X−(aq)
[H+(aq)][X−(aq)]
= K1
[HX(aq)]
B 22
a 1 H2SO4
2 H2S
3 H3PO4
4 HNO3
5 CO2
6 NH4+
7 HBr
b Sterke zuren zijn: 1, 4 en 7. Zwakke zuren zijn: 2,
3, 5 en 6.
c 1 H2SO4(l) → H+(aq) + HSO4−(aq)
2 H2S(aq) H+(aq) + HS−(aq)
3 H3PO4(aq) H+(aq) + H2PO4−(aq)
4 HNO3(l) → H+(aq) + NO3−(aq)
5 CO2(g) + H2O(l) = H2CO3(aq)
H+(aq) + HCO3−(aq)
+
+
6 NH4 (aq) H (aq) + NH3(aq)
7 HBr(g) → H+(aq) + Br−(aq)
d 1 H+(aq) + HSO4−(aq)
2 H2S(aq)
3 H3PO4(aq)
4 H+(aq) + NO3−(aq)
5 H2CO3(aq) of CO2 + H2O
6 NH4+(aq)
7 H+(aq) + Br−(aq)
[H+(aq)][HS−(aq)]
= K = 8,9 ∙ 10−8
[H2S(aq)]
[H+(aq)][H2PO−4(aq)]
3
= K = 6,9 ∙ 10−3
[H3PO4(aq)]
[H+(aq)][HCO−3(aq)]
5
= K = 4,5 ∙ 10−7
[H2CO3(aq)]
[H+(aq)][NH3(aq)]
6
= K = 5,6 ∙ 10−10
[NH+4(aq)]
e 2
f
De sterkte van de zwakke zuren neemt toe in de
volgorde: 6, 2, 5, 3. Om de volgorde te bepalen kijk
je naar de waarde van de K (zie Binas tabel 49).
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch08.indd 17
HZ(aq)
H+(aq) + Z−(aq)
[H+(aq)][Z−(aq)]
= K2
[HZ(aq)]
c De [H+] in de HX-oplossing is kleiner dan die in de
HZ-oplossing.
HX is dus het zwakste zuur.
8.4 pH-berekeningen aan
zure oplossingen
A 24
pH = −log[H+]
A 25
Het aantal significante cijfers in de [H+] moet even
groot zijn als het aantal decimalen in de pH.
B 26
a
b
c
d
pH = −log[H+] = −log 0,270 = 0,569
pH = −log[H+] = −log 0,050 = 1,30
pH = −log[H+] = −log 0,00025 = 3,60
pH = −log[H+] = −log 1,0527 = 0,02230
C 27
a Molverhouding HCl : H+ = 1 : 1
[H+] = 0,035 mol L−1
pH = −log [H+]
pH = −log 0,035
pH = 1,46
Zuren en basen 17
06/05/14 1:06 PM
b Molverhouding H2SO4 : H+ = 1 : 2
[H+] = 2 × 0,345 = 0,690 mol L−1
pH = −log [H+]
pH = −log 0,690
pH = 0,161
c Je rekent eerst uit hoeveel mol H+ in het mengsel
zit.
salpeterzuuroplossing:
Molverhouding HNO3 : H+ = 1 : 1
[H+] = 0,10 mol L−1
In 10,0 mL van de oplossing zit x mol H+.
0,10 × 10,0·10−3
= 1,0 ∙ 10−3 mol H+
x=
1,00
zoutzuur:
Molverhouding HCl : H+ = 1 : 1
[H+] = 0,56 mol L−1
In 25,0 mL van de oplossing zit y mol H+.
y=
0,56 × 25,0·10−3
= 1,4 ∙ 10−2 mol H+
1,00
mengsel:
In 35,0 mL mengsel zit 1,0 ∙ 10−3 + 1,4 ∙ 10−2 =
1,5 ∙ 10−2 mol H+.
In 1,0 L mengsel zit z mol H+.
z=
1,00 × 1,5·10−2
= 4,3 ∙ 10−1 mol H+
35,0·10−3
[H+] in mengsel is 4,3 ∙ 10−1 mol L−1
pH = −log [H+]
pH = −log 4,3 ∙ 10−1
pH = 0,37
d In 100 mL citroensap zit 1,0 ∙ 10−4 mol H+.
In 1,00 L citroensap zit x mol H+.
x=
1,00 × 1,0·10−4
= 1,0 ∙ 10−3 mol H+
100·10−3
[H+] = 1,0 ∙ 10−3 mol L−1
pH = −log [H+]
pH = −log 1,0 ∙ 10−3
pH = 3,00
A 28
a Twee significante cijfers
b Drie significante cijfers
c Eén significant cijfer
B 29
a pH = −log [H+]
4,2 = −log [H+]
[H+] = 6 ∙ 10−5 mol L−1
18 Hoofdstuk 8
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch08.indd 18
b pH = −log [H+]
1,3 = −log [H+]
[H+] = 5 ∙ 10−2 mol L−1
c pH = −log [H+]
2,0 = −log [H+]
[H+] = 1 ∙ 10−2 mol L−1
d pH = −log [H+]
0,855 = −log [H+]
[H+] = 1,40 ∙ 10−1 mol L−1
B 30
Molverhouding HNO3 : H+ = 1 : 1
Verder is steeds sprake van 100 mL, dus
1,00 ∙ 10−1 liter.
a pH = −log [H+]
1,05 = −log [H+]
[H+] = 8,9 ∙ 10−2 mol L−1
Je moet 8,9 ∙ 10−2 mol HNO3 per liter oplossen, dus
in 100 mL is dat: 8,9 ∙ 10−3 mol HNO3.
b pH = −log [H+]
2,380 = −log [H+]
[H+] = 4,17 ∙ 10−3 mol L−1
Je moet 4,17 ∙ 10−3 mol HNO3 per liter oplossen, dus
in 100 mL is dat: 4,17 ∙ 10−4 mol HNO3.
c pH = −log [H+]
0,9 = −log [H+]
[H+] = 1 ∙ 10−1 mol L−1
Je moet 1 ∙ 10−1 mol HNO3 per liter oplossen, dus in
100 mL is dat: 1 ∙ 10−2 mol HNO3.
C 31
1,0 liter zoutzuur met pH 2,50:
pH = −log [H+]
2,50 = −log [H+]
[H+] = 3,2 ∙ 10−3 mol L−1
Molverhouding H+ : HCl = 1 : 1
In 1,0 liter moet 3,2 ∙ 10−3 mol HCl worden opgelost =
x g HCl.
Molaire massa HCl =36,46 g mol−1
x=
36,46 × 3,2·10−3
= 1,2 ∙ 10−1 g HCl
1,000
1,0 liter salpeterzuuroplossing met pH 2,50:
pH = −log [H+]
2,50 = −log [H+]
[H+] = 3,2 ∙ 10−3 mol L−1
Molverhouding H+ : HNO3 = 1 : 1
In 1,0 liter moet 3,2 ∙ 10−3 mol HNO3 worden opgelost =
y g HNO3.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:06 PM
Molaire massa HNO3 = 63,02 g mol−1
63,02 × 3,2·10−3
y=
= 2,0 ∙ 10−1 g HNO3
1,000
C 32
Eerst reken je uit hoeveel mol H+-ionen je aan 1,0 m3
zeewater moet toevoegen om een pH van 3,0 te krijgen.
pH = −log [H+]
7,0 = −log [H+]
[H+] = 1 ∙ 10−7 mol L−1
pH = −log [H+]
3,0 = −log [H+]
[H+] = 1 ∙ 10−3 mol L−1
Aan 1,0 liter zeewater moet worden toegevoegd:
(1 ∙ 10−3) − (1 ∙ 10−7) = 1 ∙ 10−3 mol H+-ionen
Aan 1,0 ∙ 103 liter zeewater moet worden toegevoegd:
1,0 ∙ 103 × 1 ∙ 10−3 = 1 mol H+-ionen
Molverhouding H+ : H2SO4 = 2 : 1
Aan 1,0 m3 zeewater moet je 0,5 mol H2SO4
toevoegen. Dat zit in x L zwavelzuuroplossing.
De molariteit van de zwavelzuuroplossing is 2,0 mol L−1.
1,00 × 0,5
x=
= 0,3 liter van de zwavelzuuroplossing
2,0
B 37
a NH3(aq) + H2O(l) → NH4+(aq) + OH−(aq)
b OH−(aq) + H2O(l) → H2O(l) + OH−(aq)
c O2−(aq) + H2O(l) → 2 OH−(aq)
B 38
a 1
2
3
4
5
base
base
zuur
base
zuur (en heel zwakke base die nauwelijks
reageert met water)
b 1 HCN(aq) en OH−(aq)
2 OH−(aq)
4 HClO2(aq) en OH−(aq)
B 39
Zie de tabel.
naam
formule
negatief ion
(base)
1
natriumhydroxide
NaOH
OH−
2
kaliumcarbonaat
K2CO3
CO32−
3
bariumoxide
BaO
O2−
4
natriumwaterstofcarbonaat
NaHCO3
HCO3−
B 40
8.5 Basen
a
b
c
d
A 33
Alle basische oplossingen
– hebben een ontvettende werking;
– beïnvloeden de kleur van zuur-base-indicatoren;
– hebben een pH-waarde die groter is dan 7.
C 41
a NH4+(aq) en OH−(aq)
b
−
−
2+
Pb
+
4
NH
A 34
a OH−
b Als een base met water reageert ontstaat een
OH−-ion.
A 35
a HCO3−
b O2−
c NH3
A 36
a carbonaat-ion
b hydroxide-ion
c ammoniak
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch08.indd 19
Ba2+(aq) + 2 OH−(aq)
Na2O(s)
Na+(aq) + OH−(aq)
NH3(g)
OH
NO3
s
g
g
g
Pb2+(aq) + 2 OH−(aq) → Pb(OH)2(s)
C 42
a
b
c
d
e
f
F−-ionen zijn basisch: pH > 7.
HF is een zuur: pH < 7.
SO32−-ionen zijn basisch: pH > 7.
NO2−-ionen zijn basisch: pH > 7.
H2S is een zuur: pH > 7.
S2−-ionen zijn basisch: pH > 7.
C 43
a 1 CH3COONa(s) → CH3COO−(aq) + Na+(aq)
2 KOH(s) → K+(aq) + OH−(aq)
3 NH4Cl(s) → NH4+(aq) + Cl−(aq)
Zuren en basen 19
06/05/14 1:06 PM
b 1 De natriumacetaatoplossing bevat de base
CH3COO−.
2 De kaliumhydroxide-oplossing bevat de base
OH−.
3 De ammoniumchloride-oplossing bevat het zuur
NH4+.
c De pH van de oplossingen 1 en 2 is hoger dan 7.
De pH van oplossing 3 is lager dan 7.
C 44
a CaO(s) + H2O(l) → Ca2+(aq) + 2 OH−(aq)
b In 1,0 L oplossing zit 0,050 mol OH−.
Molverhouding CaO : OH− = 1 : 2
Er is 0,025 mol CaO opgelost per L = x g CaO.
Molaire massa CaO = 56,06 g mol−1
x=
56,06 × 0,025
= 1,4 g CaO
1,000
A 45
Van een sterke base reageren alle deeltjes met water in
een aflopende reactie. Van een zwakke base reageren
lang niet alle deeltjes met water, er stelt zich een evenwicht in.
B 46
a 1
2
3
4
5
6
7
b 1
2
3
4
5
6
7
c 1
2
3
4
5
CH3COONa
Na2S
CaO
KF
KOH
NaHS
Na2CO3
CH3COONa(s) → CH3COO−(aq) + Na+(aq)
Na2S(s) → 2 Na+(aq) + S2−(aq)
CaO(s) + H2O(l) → Ca2+(aq) + 2 OH−(aq)
KF(s) → K+(aq) + F−(aq)
KOH(s) → K+(aq) + OH−(aq)
NaHS(s) → Na+(aq) + HS−(aq)
Na2CO3(s) → 2 Na+(aq) + CO32−(aq)
CH3COO−(aq), Na+(aq), CH3COOH(aq), OH−(aq)
CH3COO−(aq) + H2O(l) CH3COO−(aq) + OH−(aq)
Na+(aq), S2−(aq), OH−(aq), HS−(aq) en H2S(aq)
S2−(aq) + H2O(l) HS−(aq) + OH−(aq)
HS−(aq) + H2O(l) H2S(aq) + OH−(aq)
Ca2+(aq) en OH−(aq)
K+(aq), F−(aq), HF(aq) en OH−(aq)
F−(aq) + H2O(l) HF(aq) + OH−(aq)
K+(aq) en OH−(aq)
20 Hoofdstuk 8
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch08.indd 20
6 Na+(aq), HS−(aq), H2S(aq) en OH−(aq)
HS−(aq) + H2O(l) H2S(aq) + OH−(aq)
7 Na+(aq), CO32−(aq), HCO3−(aq), H2CO3(aq) en
OH−(aq)
CO32−(aq) + H2O(l) HCO3−(aq) + OH−(aq)
HCO3−(aq) + H2O(l) H2CO3(aq) + OH−(aq)
C 47
a 1
2
3
b 1
2
3
c 1
2
3
CO32−
HCO3−
CH3COO−
CO32−(aq) + H2O(l) HCO3−(aq) + OH−(aq)
HCO3−(aq) + H2O(l) H2CO3(aq) + OH−(aq)
CH3COO−(aq) + H2O(l) CH3COO−(aq) +
OH−(aq)
[HCO−3(aq)][OH−(aq)]
[CO2−
(aq)]
3
= K = 2,1 ∙ 10−4
[H2CO3(aq)][OH−(aq)]
[HCO−3(aq)]
= K = 2,2 ∙ 10−8
[CH3COO−(aq)][OH−(aq)]
[CH3COOH(aq)]
= K = 5,5 ∙ 10−10
d De zwakste base is het acetaation, iets sterker
is het waterstofcarbonaation, en nog iets sterker
is het carbonaation. De volgorde blijkt uit de
waarden van K. Hoe hoger de waarde van K, des
te sterker is de zwakke base.
C 48
KOH(s) → K+(aq) + OH−(aq)
Na2SO3(s) → 2 Na+(aq) + SO32−(aq)
NaNO2(s) → Na+(aq) + NO2−(aq)
In oplossing 1 zit de sterke base OH−.
OH−(aq) + H2O(l) → H2O(l) + OH−(aq)
2 In oplossing 2 zit de zwakke base SO32−.
SO32−(aq) + H2O(l) HSO3−(aq) + OH−(aq)
3 In oplossing 3 zit de zwakke base NO2−.
NO2−(aq) + H2O(l) HNO2(aq) + OH−(aq)
c In oplossing 2 ontstaat per liter 0,10 mol
SO32−ionen. Een klein deel hiervan reageert met
water. Er zal dus veel minder dan 0,10 mol
OH−-ionen ontstaan.
In oplossing 3 ontstaan per liter 0,10 mol NO2−ionen. Een klein deel hiervan reageert met water.
Er zal dus veel minder dan 0,10 mol OH−-ionen
ontstaan.
a 1
2
3
b 1
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:06 PM
8.6 pH-berekeningen aan
basische oplossingen
A 49
a Onjuist. Een zure oplossing bevat wel veel meer
H+-ionen dan OH−-ionen.
b Juist. Een basische oplossing bevat wel veel meer
OH−-ionen dan H+-ionen.
c Onjuist. In een neutrale oplossing en in water,
komen evenveel H+-ionen als OH−-ionen voor.
A 50
a pOH = −log [OH−]
b pH + pOH = 14,00
B 51
a pH > 7
b De pOH is altijd 14,00 − pH, ook in een zure
oplossing. In een zure oplossing is de pH < 7.
Daardoor is 14,00 − pH altijd > 7.
A 52
a Twee decimalen
b Twee decimalen
c Vijf decimalen
B 53
a [OH−] is 0,50 mol L−1
pOH = −log[OH−] = −log 0,50 = 0,30
pH = 14,00 − pOH = 14,00 − 0,30 = 13,70
b [OH−] is 0,050 mol L−1
pOH = −log[OH−] = −log 0,050 = 1,30
pH = 14,00 − pOH = 14,00 − 1,30 = 12,70
c [OH−] is 0,00679 mol L−1
pOH = −log[OH−] = −log 0,00679 = 2,168
pH = 14,000 − pOH = 14,000 − 2,168 = 11,832
d [OH−] is 1,0527 mol L−1
pOH = −log[OH−] = −log 1,0527 = 0,02230
pH = 14,00000 − pOH = 14,00000 − 0,02230 =
13,97770
C 54
a Molverhouding KOH : OH− = 1 : 1
[OH−] = 0,015 mol L−1
pOH = −log 0,015 = 1,82
pH = 14,00 − pOH = 14,00 − 1,82 = 12,18
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch08.indd 21
b Molverhouding NaOH : OH− = 1 : 1
[OH−] = 0,125 mol L−1
pOH = −log 0,125 = 0,903
pH = 14,000 − pOH = 14,000 − 0,903 = 13,097
c Molverhouding Ba(OH)2 : OH− = 1 : 2
[OH−] = 2 × 0,0045 = 9,0 ∙ 10−3 mol L−1
pOH = −log 9,0 ∙ 10−3 = 2,05
pH = 14,00 − pOH = 14,00 − 2,05 = 11,95
A 55
a Twee significante cijfers
b Drie significante cijfers
c Geen significante cijfers (dus alleen een macht van
10, zonder getal ervoor)
B 56
a pH = 9,80
pH + pOH = 14,00
pOH = 14,00 − 9,80 = 4,20
pOH = −log [OH−]
4,20 = −log [OH−]
[OH−] = 6,3 ∙ 10−5 mol L−1
b pH = 9,15
pH + pOH = 14,00
pOH = 14,00 − 9,15 = 4,85
pOH = −log [OH−]
4,85 = −log [OH−]
[OH−] = 1,4 ∙ 10−5 mol L−1
c pH = 10,5
pH + pOH = 14,00
pOH = 14,00 − 10,5 = 3,5
pOH = −log [OH−]
3,5 = −log [OH−]
[OH−] = 3 ∙ 10−4 mol L−1
B 57
De molverhouding NaOH : OH− = 1 : 1.
Verder is steeds sprake van 100 mL, dus
1,00 ∙ 10−1 liter.
a pOH = 14,00 − pH = 14,00 − 13,05 = 0,95
pOH = −log [OH−]
0,95 = −log [OH−]
[OH−] = 1,1 ∙ 10−1 mol L−1
Voor 100 mL is dan nodig: 1,1 ∙ 10−2 mol NaOH.
b pOH = 14,00 − pH = 14,000 − 12,380 = 1,620
pOH = −log [OH−]
1,620 = −log [OH−]
[OH−] = 2,40 ∙ 10−2 mol L−1
Voor 100 mL is dan nodig: 2,40 ∙ 10−3 mol NaOH.
Zuren en basen 21
06/05/14 1:06 PM
c pOH = 14,00 − pH = 14,00−10,9 = 3,1
pOH = −log [OH−]
3,1 = −log [OH−]
[OH−] = 8 ∙ 10−4 mol L−1
Voor 100 mL is dan nodig: 8 ∙ 10−5 mol NaOH.
C 58
a pH = 10,80
pH + pOH = 14,00
pOH = 14,00 − 10,80 = 3,20
pOH = −log [OH−]
3,20 = −log [OH−]
[OH−] = 6,3 ∙ 10−4 mol L−1
b Na2O(s) + H2O(l) → 2 Na+(aq) + 2 OH−(aq)
c Molverhouding Na2O : OH− = 1 : 2 = x : 6,3 ∙ 10−4
x = 3,2 ∙ 10−4 mol Na2O
Je moet 3,2 ∙ 10−4 mol Na2O per liter oplossen.
d Molaire massa Na2O = 2 × 22,99 + 16,00 =
61,98 g mol−1
Je hebt 3,2 ∙ 10−4 mol Na2O = y g Na2O.
y=
61,98 × 3,2·10−4
= 2,0 ∙ 10−2 g Na2O
1,000
A 61
a
b
c
d
e
NH3 + H+ → NH4+
OH− + H+ → H2O
CO32− + 2 H+ → H2O + CO2
O2− + 2 H+ → H2O
HCO3− + H+ → H2O + CO2
B 62
In alle drie de zure oplossingen zitten H+-ionen. Die
reageren met de base CO32− die aanwezig is in de kalk
(CaCO3). Hierdoor verdwijnt de kalk.
CaCO3(s) + 2 H+(aq) → Ca2+(aq) + H2O(l) + CO2(g)
B 63
a NH3(g) + HCl(g) → NH4+Cl−(s)
↑_______↓
b CaCO3(s) + H+(aq) → HCO3−(aq) + Ca2+(aq)
↑______↓
c K2O(s) + 2 H+(aq) → 2 K+(aq) + H2O(l)
↑____↓
d Na2O(s) + H2O(l) → 2 Na+(aq) + 2OH−(aq)
↑______↓
C 64
C 59
a Ba(OH)2 ∙ 8H2O(s) → Ba (aq) + 2 OH (aq) + 8 H2O(l)
b Lees af in Binas tabel 45B: oplosbaarheid
Ba(OH)2 ∙ 8H2O is 8,68 ∙ 101 g kg−1 water.
c 1,00 kg water heeft een volume van 1,00 dm3.
Tijdens het oplossen is het volume niet veranderd.
De verzadigde oplossing heeft dus ook een volume
van 1,00 dm3.
Daarin is opgelost: 2,75 ∙ 10−1 mol Ba(OH)2 ∙ 8H2O
(zie tabel 45).
Molverhouding Ba(OH)2 ∙ 8H2O : OH− = 1 : 2
[OH−] = 2 × 2,75 ∙ 10−1 = 5,50 ∙ 10−1 mol L−1
pOH = −log 5,50 ∙ 10−1 = 0,301
pH + pOH = 14,00
pH = 14,000 − 0,301 = 13,699
2+
−
a Er is geen overdracht van H+, dus geen zuurbasereactie.
b Deze reactie is een zuur-basereactie. De base
O2− neemt H+-ionen op.
c Deze reactie is een zuur-basereactie. De base NH3
neemt H+ op van het zuur HCl.
d Deze reactie is een zuur-basereactie. De base OH−
neemt H+ op van het zuur HS−.
e Er is geen overdracht van H+, dus geen zuurbasereactie.
C 65
Kalk, CaCO3, bevat de base CO32−. Die reageert met de
H+-ionen uit de zure grond. Daardoor wordt [H+] in de
grond lager en de pH stijgt.
CaCO3(s) + 2 H+(aq) → Ca2+(aq) + H2O(l) + CO2(g)
A 66
8.7 Zuur-basereacties
A 60
Tijdens een zuur-basereactie neemt een base één of
meer H+-ionen op. Deze H+-ionen zijn afkomstig van
een zuur of uit een zure oplossing.
22 Hoofdstuk 8
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch08.indd 22
Een zuur-basereactie stel je op volgens vaste regels:
– vertaal de namen van de reagerende stoffen/
oplossingen in formules;
– zoek uit of er een zuur en een base in het
reactiemengsel aanwezig zijn;
– als dat zo is, stel dan de zuur-basereactie op;
– zoek uit of er nog een neerslagreactie kan
plaatsvinden en stel de reactie daarvan op.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:06 PM
B 67
a – Eerst vertaal je de namen van de stoffen die je
bij elkaar hebt gedaan in formules.
zoutzuur: H+(aq) + Cl−(aq)
natriumsulfietoplossing: 2 Na+(aq) + SO32−(aq)
– Dan zoek je uit of er een zuur-basereactie
plaatsvindt.
Ja, de H+-ionen reageren met de base SO32−.
– Vervolgens geef je de vergelijking van deze zuurbasereactie.
SO32−(aq) + 2 H+(aq) → H2SO3(aq) → H2O(l) + SO2(g)
– Ten slotte controleer je of er nog een
neerslagreactie plaatsvindt.
De oplossing bevat na de reactie alleen Na+ionen en Cl−-ionen.
In Binas tabel 45 zie je dat bij deze combinatie
de letter g staat. Dat betekent dat deze twee
ionen samen in een oplossing kunnen zitten. Er
zal dus geen vaste stof ontstaan. Er vindt alleen
een zuur-basereactie plaats.
b – Eerst vertaal je de namen van de stoffen die je
bij elkaar hebt gedaan in formules.
natronloog: Na+(aq) + OH−(aq)
verdund zwavelzuur: 2 H+(aq) + SO42−(aq)
– Dan zoek je uit of er een zuur-basereactie
plaatsvindt.
Ja, de H+-ionen reageren met de base OH−.
– Vervolgens geef je de vergelijking van deze zuurbasereactie.
OH−(aq) + H+(aq) → H2O
– Ten slotte controleer je of er nog een
neerslagreactie plaatsvindt.
De oplossing bevat na de reactie alleen Na+ionen en SO42−-ionen.
In Binas tabel 45 zie je dat bij deze combinatie
de letter g staat. Dat betekent dat deze twee
ionen samen in een oplossing kunnen zitten. Er
zal dus geen vaste stof ontstaan. Er vindt alleen
een zuur-basereactie plaats.
c – Eerst vertaal je de namen van de stoffen die je
bij elkaar hebt gedaan in formules.
calciumoxide: CaO(s)
azijnzuuroplossing: HAc(aq)
– Dan zoek je uit of er een zuur-basereactie
plaatsvindt.
Ja, de HAc reageert met de base O2−. Die zit in
CaO.
– Vervolgens geef je de vergelijking van deze zuurbasereactie.
CaO(s) + 2 HAc(aq) → Ca2+(aq) + H2O + 2 Ac−(aq)
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch08.indd 23
– Ten slotte controleer je of er nog een
neerslagreactie plaatsvindt.
De oplossing bevat na de reactie alleen Ca2+ionen en Ac−-ionen.
In Binas tabel 45 zie je dat bij deze combinatie
de letter g staat. Dat betekent dat deze twee
ionen samen in een oplossing kunnen zitten. Er
zal dus geen vaste stof ontstaan. Er vindt alleen
een zuur-basereactie plaats.
d – Eerst vertaal je de namen van de stoffen die je
bij elkaar hebt gedaan in formules.
koolstofdioxide-oplossing: H2CO3(aq)
kaliloog: K+(aq) + OH−(aq)
– Dan zoek je uit of er een zuur-basereactie
plaatsvindt.
Ja, H2CO3(aq) reageert met de base OH−.
– Vervolgens geef je de vergelijking van deze zuurbasereactie.
2 OH−(s) + H2CO3(aq) → 2 H2O + CO32−(aq)
– Ten slotte controleer je of er nog een
neerslagreactie plaatsvindt.
De oplossing bevat na de reactie alleen K+-ionen
en CO32−-ionen.
In Binas tabel 45 zie je dat bij deze combinatie
de letter g staat. Dat betekent dat deze twee
ionen samen in een oplossing kunnen zitten. Er
zal dus geen vaste stof ontstaan. Er vindt alleen
een zuur-basereactie plaats.
e – Eerst vertaal je de namen van de stoffen die je
bij elkaar hebt gedaan in formules.
salpeterzuuroplossing: H+(aq) + NO3−(aq)
natriumwaterstofsulfide-oplossing: Na+(aq) +
HS−(aq)
– Dan zoek je uit of er een zuur-basereactie
plaatsvindt.
Ja, de H+-ionen reageren met de base HS−.
– Vervolgens geef je de vergelijking van deze zuurbasereactie.
HS−(s) + H+(aq) → H2S
– Ten slotte controleer je of er nog een
neerslagreactie plaatsvindt.
De oplossing bevat na de reactie alleen Na+ionen en NO3−-ionen.
In Binas tabel 45 zie je dat bij deze combinatie
de letter g staat. Dat betekent dat deze twee
ionen samen in een oplossing kunnen zitten. Er
zal dus geen vaste stof ontstaan. Er vindt alleen
een zuur-basereactie plaats.
Zuren en basen 23
06/05/14 1:06 PM
B 68
a – natriumchloride-oplossing: Na+(aq) + Cl−(aq)
– zoutzuur: H+(aq) + Cl− aq
Er is geen base aanwezig die met de H+ kan reageren: geen zuur-basereactie.
Er kan geen slecht oplosbaar zout ontstaan: geen
neerslagreactie.
b – kaliumhydroxide-oplossing: K+(aq) + OH−(aq)
– salpterzuuroplossing: H+(aq) + NO3−(aq)
De base OH− kan reageren met de H+. Zuurbasereactie: OH− + H+ → H2O
Er kan geen slecht oplosbaar zout ontstaan: geen
neerslagreactie.
c – bariumcarbonaat: BaCO3
– verdund zwavelzuur: 2 H+(aq) + SO42−(aq)
De base CO32− reageert met de H+-ionen.
Zuur-basereactie: BaCO3(s) + 2 H+(aq) → Ba2+(aq) +
CO2(g) + H2O(l)
Ba2+-ionen en SO42−-ionen kunnen niet naast elkaar
in een oplossing voorkomen (Binas tabel 45).
Neerslagreactie: Ba2+(aq) + SO42−(aq) → BaSO4(s)
De totale reactie wordt dan:
BaCO3(s) + 2 H+(aq) + SO42−(aq) → H2O(l) + CO2(g) +
BaSO4(s)
B 69
a Kalkwater is een oplossing van calciumhydroxide:
Ca2+(aq) + 2 OH−(aq)
b – koolstofdioxideoplossing: H2O + CO2 of
H2CO3(aq)
– kalkwater: Ca2+(aq) + 2 OH−(aq)
H2CO3(aq) reageert met de base OH−.
Zuur-basereactie: 2 OH−(s) + H2CO3(aq) → 2 H2O +
CO32−(aq)
De oplossing bevat na de reactie alleen Ca2+-ionen
en CO32−-ionen.
In Binas tabel 45 zie je dat bij deze combinatie de
letter s staat. Dat betekent dat deze twee ionen niet
samen in een oplossing kunnen zitten. Er zal dus
een vaste stof ontstaan.
Neerslageactie: Ca2+(aq) + CO32−(aq) → CaCO3(s)
De totale reactie wordt dan:
Ca2+(aq) + 2 OH−(aq) + H2O(l) + CO2(g) (H2CO3(aq))
→ CaCO3(s) + 2 H2O(l)
C 70
a Alleen de zwavelzuuroplossing is zuur. De
natriumchlorideoplossing is neutraal en de twee
andere oplossingen zijn basisch.
24 Hoofdstuk 8
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch08.indd 24
Doop in elke oplossing een stukje rood lakmoespapier en een stukje blauw lakmoespapier.
De oplossing waarin het blauwe lakmoes rood
wordt en het rode lakmoes rood blijft, is de zwavelzuuroplossing.
De oplossing waarin rood lakmoes rood blijft en
blauw lakmoes blauw blijft, is de natriumchlorideoplossing.
In beide andere oplossingen wordt rood lakmoes
blauw en blijft blauw lakmoes blauw.
Schenk vervolgens een beetje zwavelzuuroplossing
bij de beide basische oplossingen. De oplossing
waarin een gas ontstaat, is de natriumcarbonaatoplossing. De andere oplossing is de kaliumhydroxide-oplossing.
b CO32−(aq) + 2 H+(aq) → H2O(l) + CO2(g)
OH−(aq) + H+(aq) → H2O(l)
C 71
NaHCO3 lost op in water. De oplossing bevat de base
HCO3−.
Acetylsalicylzuur is een zwak zuur. De formule van de
oplossing is HZ(aq).
Er vindt een zuur-basereactie plaats:
HCO3−(aq) + HZ(aq) → H2O(l) + CO2(g) + Z−(aq)
Tijdens het oplossen van een tabletje asprobruis
ontstaat het gas koolstofdioxide.
C 72
a pH = −log [H+]
4,50 = −log [H+]
[H+] = 3,2 ∙ 10−5 mol L−1
b In 1,0 dm3 grond (met pH 4,50) zit 3,2 ∙ 10−5 mol H+.
In 1,0 m3 grond (met pH 4,50) zit dus
3,2 ∙ 10−5 × 103 = 3,2 ∙ 10−2 mol H+.
pH = −log [H+]
5,00 = −log [H+]
[H+] = 1,0 ∙ 10−5 mol L−1
In 1,0 dm3 grond (met pH 5,00) zit
1,0 ∙ 10−5 mol H+.
In 1,0 m3 grond (met pH 5,00) zit dus
1,0 ∙ 10−5 × 103 = 1,0 ∙ 10−2 mol H+.
Er moet worden verwijderd:
(3,2 ∙ 10−2) − (1,0 ∙ 10−2) = 2,2 ∙ 10−2 mol H+.
c CO32−(aq) + 2H+(aq) → H2O(l) + CO2(g)
Molverhouding CO32− : H+ = 1 : 2
Er is nodig: 1,1 ∙ 10−2 mol CO32−.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:06 PM
d Molverhouding CaCO3 : CO32− = 1 : 1
Er is nodig 1,1 ∙ 10−2 mol CaCO3 = x g CaCO3.
Molaire massa CaCO3 = 100,09 g mol−1
x=
100,09 × 1,1·10−2
= 1,1 g CaCO3
1,000
Per m3 grond moet 1,1 ∙ 10−3 kg CaCO3 worden
gestrooid om de pH te verhogen van 4,50 tot 5,00.
C 75
a 2 C8H18(l) + 25 O2(g) → 16 CO2(g) + 18 H2O(l)
b 1,0 L benzine heeft een massa van 0,72 kg
(Binas tabel 11).
Molaire massa C8H18 = = 114,2 g mol−1
Je hebt 1,0 L benzine = 0,72 ∙ 103 g benzine = x mol
benzine.
x=
A 73
Molverhouding C8H18 : CO2(g) = 2 : 16
(zie vraag a) = 6,30 : y
Een zuur-basetitratie is een analysemethode waarmee
je de molariteit van een zure oplossing nauwkeurig
kunt bepalen door er een basische oplossing met
bekende molariteit aan toe te voegen, of omgekeerd.
y=
B 74
a Joop meet 10,0 mL kaliloog af met een pipet
en doet er een druppel fenolftaleïen bij. De
oplossing is roze. Dan voegt hij vanuit een buret
in kleine hoeveelheden salpeterzuuroplossing
toe tot de fenolftaleïenoplossing kleurloos wordt.
Hij kijkt hoeveel salpeterzuuroplossing hij heeft
toegevoegd.
b – kaliloog: K+(aq) + OH−(aq)
– salpeterzuuroplossing: H+(aq) + NO3−(aq)
De H+-ionen reageren met de base OH−.
Zuur-basereactie: OH−(aq) + H+(aq) → H2O(l)
De oplossing bevat na de reactie alleen K+-ionen en
NO3−-ionen.
Er zal dus geen vaste stof ontstaan.
c Als de kleur van fenolftaleïen verandert van roze
naar kleurloos is dat punt bereikt.
d In 1,0 L salpeterzuuroplossing zit 0,050 mol
opgelost salpeterzuur.
In 35,00 mL salpeterzuuroplossing zit x mol
opgelost salpeterzuur.
0,050 × 35,00·10−3
= 1,75 ∙ 10−3 mol opgelost
1,00
salpeterzuur = 1,75 ∙ 10−3 mol H+
x=
c
d
e
f
g
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch08.indd 25
1,0 × 1,00·103
= 1,75 ∙ 10−3 kg CO2(l)
0,57·106
Om 1,00 kg lucht 1,0 K in temperatuur te verlagen
moet je 1,75 ∙ 10−3 kg CO2(l) verdampen.
h Molaire massa CO2 = 12,01 + 2 × 16,00 =
44,01 g mol−1
Je hebt 1,75 ∙ 10−3 kg = 1,75 g CO2(l) = p mol CO2.
p=
1,00 × 1,75·10−3
= 7,00 ∙ 10−2 mol OH−
25,0·10−3
[OH−] = molariteit KOH = 7,00 ∙ 10−2 mol L−1
6,30 × 16
= 50,4 mol CO2(g)
2
1,0 mol CO2(g) = 24 L CO2(g)
50,4 mol CO2(g) = 50,4 × 24 = 1,2 ∙ 103 L CO2(g)
Als je 1,0 L benzine volledig verbrandt, ontstaat
1,2 ∙ 103 L CO2(g).
Men laat in een koelmachine de koelvloeistof
verdampen. Daarvoor is warmte nodig.
De warmte wordt onttrokken aan de te koelen
ruimte die daardoor in temperatuur daalt.
De afstand tussen de moleculen wordt dan zo
klein dat het gas vloeibaar wordt.
Vanderwaalsbindingen ontstaan.
Zie figuur 8.1.
Om 1,0 kg CO2(l) te verdampen heb je 0,57 ∙ 106 J
nodig.
Met 1,00 ∙ 103 J aan warmte (die onttrek je aan de
lucht) kun je z kg CO2 verdampen.
z=
Molverhouding H+ : OH− = 1 : 1
Er heeft dus 1,75 ∙ 10−3 mol OH− gereageerd.
1,75 ∙ 10−3 mol OH− zat in 25,0 mL kaliloog. In 1,0 L
kaliloog zit y mol OH−.
y=
1,000 × 0,72·103
= 6,30 mol C8H18
114,2
i
1,000 × 1,75
= 3,976 ∙ 10−2 mol CO2
44,01
1,0 mol CO2(g) = 24 L
3,976 ∙ 10−2 mol CO2(g) = 3,976 ∙ 10−2 × 24
= 0,95 L CO2(g)
Om 1,00 kg lucht 1,0 K in temperatuur te verlagen
heb je 0,95 L gasvormig CO2 nodig.
Als je 1,0 L benzine volledig verbrandt, ontstaat
1,2 ∙ 103 L gasvormig CO2 (zie vraag b).
Zuren en basen 25
06/05/14 1:06 PM
Als q L benzine volledig verbrandt, ontstaat 0,95 L
gasvormig CO2.
q=
1,0 × 0,95
= 7,9 ∙ 10−4 L benzine
1,2·103
De hoeveelheid CO2 die nodig is om 1,00 kg lucht
1,0 K in temperatuur te verlagen wordt geleverd
door volledige verbranding van 7,9 ∙ 10−4 L benzine.
j Nee, want CO2 is hydrofoob omdat in de
moleculen geen OH- of NH-groepen voorkomen.
k CO2 is zwaarder dan lucht. Als er opeens CO2 zou
vrijkomen, blijft dat laag hangen en de mensen
kunnen dan geen zuurstof meer naar binnen
krijgen.
De bodem zou kunnen gaan verzakken waardoor
de muren van de huizen kunnen scheuren.
l CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3−
m Een silicaation heeft lading 4−, daardoor kan het
4 H+ opnemen.
n De molaire masssa van Mg2SiO4 = 140,71 g mol−1
Je hebt 1 ton olivijn = 1 ∙ 106 g olivijn = r mol olivijn.
r=
1,000 × 1·106
= 7,1 ∙ 103 mol olivijn
140,71
Molverhouding olivijn: CO2 = 1 : 4
Voor 7,1 ∙ 103 mol olivijn heb je 4 × 7,1 ∙ 103 = 2,8 ∙ 104
mol CO2 nodig = s g CO2.
Molaire massa CO2 = 44,01 g mol−1
s=
44,01 × 2,8·104
= 1,2 ∙ 106 g CO2 = 1,2 ton CO2
1,000
Met 1 ton olivijn kun je 1 ton CO2 binden.
o De verdelingsgraad van gemalen olivijn is groter,
dus het contactoppervlak met CO2 ook.
De bindingsreactie verloopt sneller.
energie
geactiveerde
toestand
activeringsenergie
CO2(g)
opgenomen
energie
CO2(l)
8.8 Afsluiting
1
a H+ en Al3+
b Hoeveel mol H+ bevat 1,00 liter oplossing met
pH 5,1?
pH = −log[H+]
5,1 = −log[H+]
[H+] = 8 ∙ 10−6 mol L−1
In 1,00 liter van de oplossing met pH 5,1 zit 8 ∙ 10−6
mol H+.
c KAl(SO4)2 ∙ 12H2O(s) → K+(aq) + Al3+(aq) +
2 SO42−(aq) + 12 H2O(l)
d Molecuulmassa aluin = 474,4 u
Daarin zit 26,98 u Al.
In 100 u aluin zit x u Al.
x=
26,98 × 100,0
= 5,687 u Al
474,4
Het massapercentage Al in aluin = 5,687%.
e Een juist antwoord kan als volgt zijn geformuleerd:
Kalk bevat carbonaationen. Carbonaationen reageren als base / maken de grond minder zuur / maken
de grond basisch. In basische grond wordt aluminium niet opgenomen (en dit is juist nodig voor
blauwkleuring).
Of:
Kalk reageert als base en maakt de grond minder
zuur / meer basisch. In basische grond wordt aluminium niet opgenomen (en dit is juist nodig voor
blauwkleuring).
2
a Extractie / extraheren en filtratie / filtreren
b [H+] = 2 ∙ 10−1 mol L−1
pH = −log[H+] = −log 2 ∙ 10−1 = 0,7
c Een voorbeeld van een juist antwoord is:
Bij proef B gebruikt Tim azijnzuur en bij proef A
zoutzuur. Azijnzuur is een zwak zuur (en zoutzuur
een oplossing van een sterk zuur). Daardoor zal (bij
gelijke molariteit de [H+] in de azijnzuuroplossing
lager zijn dan in het zoutzuur en) de azijnzuuroplossing een hogere pH hebben dan het zoutzuur.
(Hierdoor krijgt de azijnzuuroplossing een andere /
paarsrode / paarse kleur.)
d Ba(OH)2(s) → Ba2+(aq) + 2 OH−(aq)
8.1
26 Hoofdstuk 8
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch08.indd 26
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:07 PM
e Een voorbeeld van een juist antwoord is:
De kleur verandert van geel naar groen / van groen
naar blauw / van geel naar blauw, omdat door verdunning van de oplossing de pH daalt / de oplossing minder basisch wordt.
3
a (C6H10O5)n + 6n O2 → 6n CO2 + 5n H2O
b Een juiste afleiding leidt tot het antwoord
15,0 ± 1,0 (mg).
c Een juiste berekening leidt tot een uitkomst die,
afhankelijk van het antwoord op de vorige vraag,
ligt tussen 65,6 en 76,6 (massaprocent).
In vraag b heb je gevonden dat er 15,0 mg CO2 is
ontsnapt = x mmol CO2.
(Het is hier handig om te werken met mg en mmol.)
De molaire massa CO2 = 44,01 g mol−1.
x=
15,0 × 1,00
= 0,3408 mmol CO2
44,01
Je berekent nu hoeveel mg CaCO3 er dan is
ontleed.
De molverhouding CaCO3 : CO2 = 1 : 1.
Er is dus 0,3408 mmol CaCO3 ontleed = y mg
CaCO3.
y=
b Een juist antwoord kan als zijn weergegeven zoals
in figuur 8.2:
– bijvoorbeeld een erlenmeyer met water, een
bruistablet en een doorboorde stop;
– gasinvoer aan de juiste kant van de wasfles;
– vermelding dat de wasfles kalkwater / een
oplossing van calciumhydroxide bevat.
c Hoeveel mol H+ bevat 1,00 liter oplossing met
pH 3,90?
pH = −log[H+]
3,90 = −log[H+]
[H+] = 1,3 ∙ 10−4 mol L−1
In 1,00 liter van de oplossing met pH 3,90 zit
1,3 ∙ 10−4 mol H+.
d Een juiste berekening leidt afhankelijk van de
gevolgde berekeningswijze tot de uitkomst 1,0 of
1,1 g.
Voor het aflezen van de hoeveelheid ontstane CO2
gebruik je alleen lijn II: alle gevormde CO2 ontsnapt
(de oplossing is immers al verzadigd).
Er is 3,95 − 3,40 = 0,55 gram CO2 ontstaan = x mol
CO2.
De molaire massa van CO2 is 44,01 g mol−1.
x=
0,3408 × 100,1
= 34,11 mg CaCO3
1,00
De molverhouding CO2 : NaHCO3 = 1 : 1.
Er zit 1,250 ∙ 10−2 mol NaHCO3 in een bruistablet =
y g NaHCO3.
De molaire massa van NaHCO3 is 84,01 g mol−1.
Ten slotte moet je nog uitrekenen hoeveel massaprocent van de as bestaat uit CaCO3.
In 48,0 mg as zit 34,11 mg CaCO3.
In 100 mg as zit z mg CaCO3.
z=
0,55 × 1,00
= 1,250 ∙ 10−2 mol CO2
44,01
y=
84,01 × 1,250·10−2
= 1,1 g NaHCO3
1,00
34,11 × 100
= 71,1 g CaCO3
48,0
Het massapercentage CaCO3 in as = 71,1%.
d Kaliumoxide ontleedt bij een temperatuur van
623 K (= 350 °C); kalium (dat bij de ontleding zal
ontstaan) heeft een kookpunt van 1032 K (en is
dus verdampt bij 1200 °C / 1473 K).
e CaO + 2 H+ → Ca2+ + H2O
4
a Voorbeelden van juiste antwoorden zijn:
– Een molecuul vitamine C heeft een aantal OHgroepen. Deze kunnen waterstofbruggen vormen
met watermoleculen (waardoor het oplost).
– Een molecuul vitamine C heeft een aantal
OH-groepen. Dus vitamine C is een polaire /
hydrofiele stof.
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch08.indd 27
kalkwater
8.2
Zuren en basen 27
06/05/14 1:07 PM
9 Energieproductie
9.1 Energie
i
j
B 1
a Bij een exotherme reactie raken de beginstoffen
energie kwijt aan de omgeving, dus de
hoeveelheid chemische energie neemt af.
b De toegevoerde elektrische energie wordt omgezet
in chemische energie. Dit is een endotherm proces.
c Zie figuur 9.1.
d In de formule van een element staat maar één
symbool.
e In de formule van een verbinding staan twee of
meer symbolen.
f De formules 1, 3 en 6 zijn formules van elementen.
In de formules 2 en 5 staat wel één symbool, maar
dat zijn formules van ionen. Er staat een lading bij.
g 2 K + Br2 → 2 K+Br −
↓ 2 e− ↑
h CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(l)
geactiveerde
toestand
Zie de onderstaande tabel.
Nee, een deel van de warmte zal verloren gaan
doordat het aan de omgeving wordt afgestaan. Er
ontstaat dus minder J aan elektrische energie.
9.2 Reacties met
elektronenoverdracht
A 2
a Een halfreactie is de verandering van één van
de beginstoffen. In een halfreactie staan altijd
elektronen.
b Een totaalreactie is de optelsom van twee
halfreacties. In een totaalreactie staan nooit
elektronen.
A 3
energie
De elektronen verhuizen alleen maar: er komen geen
elektronen bij en er gaan geen elektronen weg.
B 4
a 1
2
3
4
b 1
2
3
4
activeringsenergie
zilver en chloor
opgenomen
energie
zilverchloride
Cu2+ neemt elektronen op.
Cl− staat elektronen af.
Pb2+ staat elektronen af.
S neemt elektronen op.
Cu2+ + 2 e− → Cu
2 Cl− → Cl2 + 2 e−
Pb2+ → Pb4+ + 2 e−
S + 2 e− → S2−
9.1
stof
vormingswarmte
(J per mol)
CH4(g)
−0,75 ∙ 105
O2(g)
0
CO2(g)
−3,935 ∙ 10
H2O(l)
−2,86 ∙ 105
5
warmte per aantal mol in
reactievergelijking (J)
aangepaste warmte per aantal mol
in reactievergelijking (J) (plus- of
minteken bij beginstoffen omdraaien)
1
−0,75 ∙ 105
+0,75 ∙ 105
2
0
1
−3,935 ∙ 10
2
2 × −2,86 ∙ 105 = −5,72 ∙ 105
aantal mol in
vergelijking
0
−3,935 ∙ 105
5
−5,72 ∙ 105
Reactiewarmte −8,91 ∙ 10 J
5
28 Hoofdstuk 9
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch09.indd 28
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:07 PM
A 5
a Een reductor is een deeltje dat elektronen afstaat.
b Een oxidator is een deeltje dat elektronen
opneemt.
c Elke reactie waarbij ladingen veranderen en/of
elementen betrokken zijn is een redoxreactie.
A 6
Er is sprake van een redoxredactie als in de reactievergelijking formules van elementen staan en/of ladingen
veranderen.
B 7
De reacties 1, 2, 4 en 5 zijn redoxreacties. In de vergelijkingen staan formules van elementen.
In de vergelijkingen 4 en 5 kun je ook nog duidelijk zien
dat er ladingen zijn veranderd.
In reactie 4 is ongeladen Mg veranderd in Mg2+ en
ongeladen Br2 is veranderd in Br−.
In reactie 5 is Ag+ veranderd in ongeladen Ag en O2− in
ongeladen O2.
Reactie 3 is geen redoxreactie. Zowel vóór als na de
reactie zijn dezelfde deeltjes aanwezig: Pb2+ en SO42−.
A 8
a Boven in tabel 48 van Binas staat de sterkste OX.
b Onder in tabel 48 van Binas staat de sterkste RED.
c Een oxidator en de bijbehorende reductor heten
een redoxkoppel.
d Een redoxreactie kan alleen verlopen als de OX
hoger in tabel 48 staat dan de RED.
A 9
a Goud is een edel metaal, koper is half edel en ijzer
is onedel.
b Goud is een zwakke RED, koper is wat sterker
en ijzer is de sterkste RED. Dus: hoe edeler een
metaal, des te zwakkere RED is het.
B 10
a Sn is een metaalatoom. Een metaalatoom kan
veranderen in een positief ion. Daarvoor moet het
elektronen afstaan. Een metaal is dus een RED. In
Binas tabel 48 vind je de metalen in de kolom van
de reductoren.
b Waterstofperoxide, H2O2, staat in Binas tabel 48
zowel in de kolom van de OX als in de kolom van
de RED. In combinatie met H+-ionen is H2O2 een
heel sterke OX.
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch09.indd 29
c Zuurstof, O2, kan veranderen in O2−. Daarvoor
moet het e− opnemen. Het is dus een OX.
In Binas tabel 48 komt zuurstof drie keer voor als
OX: in combinatie met H+ en in combinatie met
H2O.
d Koolstofmono-oxide, CO, is een RED. De stof kan
namelijk reageren met de OX O2. Hierbij ontstaat
CO2.
e Chloor, Cl2, kan veranderen in Cl−-ionen. Daarvoor
moet het e− opnemen. Chloor is dus een OX.
f Koolstof, C, is een RED. Het kan namelijk reageren
met de OX O2. Daarbij ontstaat CO2.
g Fe2+, staat in Binas tabel 48 zowel in de kolom van
de OX als in de kolom van de RED.
B 11
a OX Cl2 + 2 e− → 2 Cl−
RED Fe2+ → Fe3+ + 1 e−
(×2)
2 Fe2+ + Cl2 → 2 Cl− + 2 Fe3+
↓ 2 e− ↑
b OX 2 H+ + 2 e− → H2
RED Cr → Cr3+ + 3 e−
(×3)
(×2)
2 Cr + 6 H+ → 3 H2 + 2 Cr3+
↓ 6 e− ↑
c OX Ag+ + 1 e− → Ag
RED Co → Co2+ + 2 e−
Co + 2 Ag+ → 2 Ag + Co2+
↓ 2 e− ↑
+
+
(×2)
+
B 12
a Co2+ verandert in Co. Daarvoor neemt het e− op.
Co2+ is dus de OX. Pb verandert in Pb2+. Daarvoor
staat het e− af. Pb is dus de RED.
In Binas tabel 48 staat de OX Co2+ lager dan de
RED Pb. De reactie zal niet verlopen.
b Ag+ verandert in Ag. Daarvoor neemt het e− op. Ag+
is dus de OX. Co verandert in Co2+. Daarvoor staat
het e− af. Co is dus de RED.
In Binas tabel 48 staat de OX Ag+ hoger dan de
RED Co. De reactie zal verlopen.
c Pb2+ verandert in Pb. Daarvoor neemt het e− op.
Pb2+ is dus de OX. Ag verandert in Ag+. Daarvoor
staat het e− af. Ag is dus de RED.
In Binas tabel 48 staat de OX Pb2+ lager dan de
RED Ag. De reactie zal niet verlopen.
Energieproductie 29
06/05/14 1:07 PM
C 13
Redoxreactie 1
a
Pb = RED en Cl2 = OX
b
Pb → Pb2+ + 2 e−
Cl2 + 2 e− → 2 Cl−
c,d Pb(s) + Cl2(g) → Pb2+Cl−2(s)
↓ 2 e− ↑
e 100 mL = 100 ∙ 10−3 L
In 100 ∙ 10−3 L 0,010 molair koper(II)chlorideoplossing bevindt zich x mol Cu2+.
x=
Dit wordt tijdens de reactie volledig omgezet in Cu
in de molverhouding 1 : 1.
Er ontstaat dus 1,0 ∙ 10−3 mol Cu = y g Cu.
De molaire massa Cu = 63,55 g mol−1.
Redoxreactie 2
a
K = RED en I2 = OX
b
K → K + + e−
I2 + 2 e− → 2 I−
c,d 2 K(s) + I2(s) → 2 K+I−(s)
↓ 2 e− ↑
y=
Redoxreactie 4
a
Ag = RED en S = OX
b
Ag → Ag+ + e−
S + 2 e− → S2−
c,d 2 Ag(s) + S(s) → Ag+2S2−(s)
↓ 2 e− ↑
C 14
a Lood is een RED en zuurstof is een OX.
b H+ maakt een oplossing zuur, dus ook regen.
c In tabel 48 staat O2 drie keer als OX. Twee keer
in combinatie met H+, één keer in combinatie met
H2O. In combinatie met H+ is O2 een sterkere OX
dan in combinatie met H2O. Zure regen bevat
H+. Daardoor verloopt de reactie tussen lood en
zuurstof sneller in gebieden waar zure regen valt.
C 15
a Zn = RED en Cu2+ = OX
b In tabel 48 in Binas staat Cu2+ hoger dan Zn, dus
OX staat hoger dan RED.
c Zn → Zn2+ + 2 e−
Cu2+ + 2 e− → Cu
d Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s)
30 Hoofdstuk 9
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch09.indd 30
1,0·10−3 × 63,55
= 6,4 ∙ 10−2 g Cu
1,000
= 6,4 ∙ 10−2 × 103 = 64 mg Cu
f
Redoxreactie 3
a
Ni = RED en Br2 = OX
b
Ni → Ni2+ + 2 e−
Br2 + 2 e− → 2 Br −
c,d Ni(s) + Br2(l) → Ni2+I−2(s)
↓ 2 e− ↑
0,010 × 100·10−3
= 1,0 ∙ 10−3 mol Cu2+
1,0
Per mol Zn worden 2 mol elektronen afgestaan
en per mol Cu2+ worden 2 mol elektronen
opgenomen.
Molverhouding Cu2+ : e− = 1: 2 = 1,0 ∙ 10−3: z
z = 2,0 ∙ 10−3 mol e−
A 16
De regels zijn:
− inventariseer alle deeltjes in het reactievat;
− zoek voor elk deeltje of combinatie van deeltjes uit
of het een OX en/of een RED is;
− tel de halfvergelijkingen van de sterkste OX en
RED op.
B 17
Reactie 1
1 Schrijf de formules van de beginstoffen op.
aluminium: Al(s)
chloor: Cl2(g)
2 Som alle deeltjes op die je bij elkaar in één vat
doet.
Al, Cl2
3 Ga aan de hand van Binas tabel 48 voor elk deeltje
na of het een OX, een RED of misschien wel beide
is. Soms kom je ook een combinatie tegen van
deeltjes die in het vat zitten.
OX
RED
Cl2
Al
4 Kies uit het rijtje oxidatoren de sterkste OX en uit
het rijtje reductoren de sterkste RED.
Cl2 is de sterkste OX en Al is de sterkste RED.
5 Kijk of de reactie tussen Cl2 en Al kan verlopen.
Cl2 staat boven Al. De reactie zal dus verlopen.
Nu kun je de reactievergelijking opstellen.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:07 PM
6 Schrijf de halfvergelijkingen van Cl2 en Al op.
Maak, indien nodig, het aantal elektronen aan
elkaar gelijk. Tel de beide halfvergelijkingen op
zodat je de vergelijking van de totaalreactie krijgt.
Je vermeldt hierin de toestandsaanduidingen
achter de deeltjes.
OX: Cl2 + 2 e− → 2 Cl− (×3)
(×2)
RED: Al → Al3+ + 3 e−
+
Totaal:
3 Cl2(g) + 2 Al(s) → 2 Al3+Cl−3(s)
2 Som alle deeltjes op die je bij elkaar in één vat doet.
Fe, H+, Cl−, H2O
3 Ga aan de hand van Binas tabel 48 voor elk deeltje
na of het een OX, een RED of misschien wel beide
is. Soms kom je ook een combinatie tegen van
deeltjes die in het vat zitten.
Reactie 2
1 Schrijf de formules van de beginstoffen op.
chloor: Cl2(g)
natriumbromide-oplossing: Na+(aq) + Br −(aq)
2 Som alle deeltjes op die je bij elkaar in één vat doet.
Cl2, Na+, Br −, H2O
3 Ga aan de hand van Binas tabel 48 voor elk deeltje
na of het een OX, een RED of misschien wel beide
is. Soms kom je ook een combinatie tegen van
deeltjes die in het vat zitten.
4 Kies uit het rijtje oxidatoren de sterkste OX en uit
het rijtje reductoren de sterkste RED.
H+ is de sterkste OX en Fe is de sterkste RED.
5 Kijk of de reactie tussen H+ en Fe kan verlopen.
H+ staat boven Fe. De reactie zal dus verlopen.
Nu kun je de reactievergelijking opstellen.
6 Schrijf de halfvergelijkingen van H+ en Fe op.
Maak, indien nodig, het aantal elektronen aan
elkaar gelijk. Tel de beide halfvergelijkingen op
zodat je de vergelijking van de totaalreactie krijgt.
Je vermeldt hierin de toestandsaanduidingen
achter de deeltjes.
OX: 2 H+ + 2 e− → H2
RED: Fe → Fe2+ + 2 e−
+
Totaal:
2 H+(aq) + Fe(s) → H2(g) + Fe2+(aq)
OX
RED
Cl2
Br−
+
Na
H2O
H2O
4 Kies uit het rijtje oxidatoren de sterkste OX en uit
het rijtje reductoren de sterkste RED.
Cl2 is de sterkste OX en Br− is de sterkste RED.
5 Kijk of de reactie tussen Cl2 en Br− kan verlopen.
Cl2 staat boven Br−. De reactie zal dus verlopen.
Nu kun je de reactievergelijking opstellen.
6 Schrijf de halfvergelijkingen van Cl2 en Br− op.
Maak, indien nodig, het aantal elektronen aan
elkaar gelijk. Tel de beide halfvergelijkingen op
zodat je de vergelijking van de totaalreactie krijgt.
Je vermeldt hierin de toestandsaanduidingen
achter de deeltjes.
OX: Cl2 + 2 e− → 2 Cl−
RED: 2 Br − → Br2 + 2 e−
+
Totaal:
Cl2(g) + 2 Br −(aq) → 2 Cl−(aq) + Br2(l)
Reactie 3
1 Schrijf de formules van de beginstoffen op.
ijzer: Fe(s)
zoutzuur: H+(aq) + Cl−(aq)
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch09.indd 31
OX
RED
H+
Cl−
H2O
Fe
H2O
Reactie 4
1 Schrijf de formules van de beginstoffen op.
nikkel: Ni(s)
kobaltchloride-oplossing: Co2+(aq) + 2 Cl−(aq)
2 Som alle deeltjes op die je bij elkaar in één vat
doet.
Ni, Co2+, Cl−, H2O
3 Ga aan de hand van Binas tabel 48 voor elk deeltje
na of het een OX, een RED of misschien wel beide
is. Soms kom je ook een combinatie tegen van
deeltjes die in het vat zitten.
OX
Co
2+
H2O
RED
Cl−
Ni
H2O
4 Kies uit het rijtje oxidatoren de sterkste OX en uit
het rijtje reductoren de sterkste RED.
Co2+ is de sterkste OX en Ni is de sterkste RED.
Energieproductie 31
06/05/14 1:07 PM
5 Kijk of de reactie tussen Co2+ en Ni kan verlopen.
Co2+ staat onder Ni. De reactie zal dus niet
verlopen.
Dan hoef je ook geen reactievergelijking op te
stellen.
Reactie 5
1 Schrijf de formules van de beginstoffen op.
ijzer(III)chloride-oplossing: Fe3+(aq) + 3 Cl−(aq)
kaliumjodide-oplossing: K+(aq) + I−(aq)
2 Som alle deeltjes op die je bij elkaar in één vat doet.
Fe3+, K+, Cl−, I− H2O
3 Ga aan de hand van Binas tabel 48 voor elk deeltje
na of het een OX, een RED of misschien wel beide
is. Soms kom je ook een combinatie tegen van
deeltjes die in het vat zitten.
OX
+
RED
Cl−
K
H2O
3+
Fe
I−
H2O
4 Kies uit het rijtje oxidatoren de sterkste OX en uit
het rijtje reductoren de sterkste RED.
Fe3+ is de sterkste OX en I− is de sterkste RED.
5 Kijk of de reactie tussen Fe3+ en I− kan verlopen.
Fe3+ staat boven I−. De reactie zal dus verlopen.
Nu kun je de reactievergelijking opstellen.
6 Schrijf de halfvergelijkingen van Fe3+ en I− op.
Maak, indien nodig, het aantal elektronen aan
elkaar gelijk. Tel de beide halfvergelijkingen op
zodat je de vergelijking van de totaalreactie krijgt.
Je vermeldt hierin de toestandsaanduidingen
achter de deeltjes.
OX: Fe3+ + e− → Fe2+ (×2)
RED: 2 I− → I2 + 2 e−
+
Totaal:
2 Fe3+(aq) + 2 I−(aq) → 2 Fe2+(aq) + I2(s)
Reactie 6
1 Schrijf de formules van de beginstoffen op.
calcium: Ca(s)
water: H2O(l)
2 Som alle deeltjes op die je bij elkaar in één vat doet.
Ca, H2O
3 Ga aan de hand van Binas tabel 48 voor elk deeltje
na of het een OX, een RED of misschien wel beide
is. Soms kom je ook een combinatie tegen van
deeltjes die in het vat zitten.
32 Hoofdstuk 9
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch09.indd 32
OX
RED
H2O
Ca
H2O
4 Kies uit het rijtje oxidatoren de sterkste OX en uit
het rijtje reductoren de sterkste RED.
H2O is de sterkste OX en Ca is de sterkste RED.
5 Kijk of de reactie tussen H2O en Ca kan verlopen.
H2O staat boven Ca. De reactie zal dus verlopen.
Nu kun je de reactievergelijking opstellen.
6 Schrijf de halfvergelijkingen van H2O en Ca op.
Maak, indien nodig, het aantal elektronen aan
elkaar gelijk. Tel de beide halfvergelijkingen op
zodat je de vergelijking van de totaalreactie krijgt.
Je vermeldt hierin de toestandsaanduidingen
achter de deeltjes.
OX: 2 H2O + 2 e− → H2 + 2 OH−
RED: Ca → Ca2+ + 2 e−
+
Totaal:
2 H2O(l) + Ca(s) → H2(g) + Ca2+(aq) + 2 OH−(aq)
Reactie 7
1 Schrijf de formules van de beginstoffen op.
aluminium: Al(s)
chroom(III)nitraatoplossing: Cr3+(aq) + 3 NO3−(aq)
2 Som alle deeltjes op die je bij elkaar in één vat doet.
Al, Cr3+, NO3−, H2O
3 Ga aan de hand van Binas tabel 48 voor elk deeltje
na of het een OX, een RED of misschien wel beide
is. Soms kom je ook een combinatie tegen van
deeltjes die in het vat zitten.
OX
RED
H2O
Al
Cr3+
H2O
Een tip: NO3− is alleen in combinatie met H+ een OX.
4 Kies uit het rijtje oxidatoren de sterkste OX en uit
het rijtje reductoren de sterkste RED.
Cr3+ is de sterkste OX en Al is de sterkste RED.
5 Kijk of de reactie tussen Cr3+ en Al kan verlopen.
Cr3+ staat boven Al. De reactie zal dus verlopen.
Nu kun je de reactievergelijking opstellen.
6 Schrijf de halfvergelijkingen van Cr3+ en Al op.
Maak, indien nodig, het aantal elektronen aan
elkaar gelijk. Tel de beide halfvergelijkingen op
zodat je de vergelijking van de totaalreactie krijgt.
Je vermeldt hierin de toestandsaanduidingen
achter de deeltjes.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:07 PM
OX: Cr3+ + 3 e− → Cr
RED: Al → Al3+ + 3 e−
+
Totaal:
Cr3+(aq) + Al(s) → Cr(s) + Al3+(aq)
Reactie 8
1 Schrijf de formules van de beginstoffen op.
waterstofperoxide-oplossing: H2O2(aq)
natriumjodide-oplossing (aangezuurd): Na+(aq) +
I−(aq) (+ H+(aq))
2 Som alle deeltjes op die je bij elkaar in één vat
doet.
H2O2, Na+, I−, H+, H2O
3 Ga aan de hand van Binas tabel 48 voor elk deeltje
na of het een OX, een RED of misschien wel beide
is. Soms kom je ook een combinatie tegen van
deeltjes die in het vat zitten.
OX
RED
H2O2
I−
Na+
H2O2
H+
H2O
H2O2 + H
+
H2O
4 Kies uit het rijtje oxidatoren de sterkste OX en uit
het rijtje reductoren de sterkste RED.
H2O2 + H+ is de sterkste OX en I− is de sterkste
RED.
5 Kijk of de reactie tussen H2O2 + H+ en I− kan
verlopen.
H2O2 + H+ staat boven I−. De reactie zal dus
verlopen.
Nu kun je de reactievergelijking opstellen.
6 Schrijf de halfvergelijkingen van H2O2 + H+ en I− op.
Maak, indien nodig, het aantal elektronen aan
elkaar gelijk. Tel de beide halfvergelijkingen op
zodat je de vergelijking van de totaalreactie krijgt.
Je vermeldt hierin de toestandsaanduidingen
achter de deeltjes.
OX: H2O2 + 2 H+ + 2 e− → 2 H2O
RED: 2 I− → I2 + 2 e−
+
Totaal:
H2O2(aq) + 2 H+(aq) + 2 I−(aq) → 2 H2O(l) + I2(s)
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch09.indd 33
Reactie 9
1 Schrijf de formules van de beginstoffen op.
kaliumdichromaatoplossing (aangezuurd):
2 K+(aq) + Cr2O72−(aq) (+ H+(aq))
oxaalzuuroplossing: H2C2O4(aq)
2 Som alle deeltjes op die je bij elkaar in één vat
doet.
K+, Cr2O72−, H2C2O4, H+, H2O
3 Ga aan de hand van Binas tabel 48 voor elk deeltje
na of het een OX, een RED of misschien wel beide
is. Soms kom je ook een combinatie tegen van
deeltjes die in het vat zitten.
OX
RED
Cr2O72− + H+
H2C2O4
+
K
H2O
+
H
H2O
4 Kies uit het rijtje oxidatoren de sterkste OX en uit
het rijtje reductoren de sterkste RED.
Cr2O72− + H+ is de sterkste OX en H2C2O4 is de
sterkste RED.
5 Kijk of de reactie tussen Cr2O72− + H+ en H2C2O4
kan verlopen. Cr2O72− + H+ staat boven H2C2O4.
De reactie zal dus verlopen. Nu kun je de
reactievergelijking opstellen.
6 Schrijf de halfvergelijkingen van Cr2O72− + H+
en H2C2O4 op. Maak, indien nodig, het aantal
elektronen aan elkaar gelijk. Tel de beide
halfvergelijkingen op zodat je de vergelijking
van de totaalreactie krijgt. Je vermeldt hierin de
toestandsaanduidingen achter de deeltjes.
OX: Cr2O72− + 14 H+ + 6 e− → 2 Cr3+ + 7 H2O
RED: H2C2O4 → 2 CO2 + 2 H+ + 2 e−
(×3)
+
Totaal:
Cr2O72−(aq) + 14 H+(aq) + 3 H2C2O4(aq) →
2 Cr3+(aq) + 7 H2O(l) + 6 CO2(g) + 6 H+(aq)
Voor en achter de pijl vallen nog 6 H+ tegen elkaar
weg.
Cr2O72−(aq) + 8 H+(aq) + 3 H2C2O4(aq) →
2 Cr3+(aq) + 7 H2O(l) + 6 CO2(g)
Reactie 10
1 Schrijf de formules van de beginstoffen op.
koper: Cu(s)
geconcentreerd salpeterzuur: H+(aq) + NO3−(aq)
2 Som alle deeltjes op die je bij elkaar in één vat doet.
Cu, NO3−, H+, H2O
Energieproductie 33
06/05/14 1:07 PM
3 Ga aan de hand van Binas tabel 48 voor elk deeltje
na of het een OX, een RED of misschien wel beide
is. Soms kom je ook een combinatie tegen van
deeltjes die in het vat zitten.
OX
RED
NO3 + H
Cu
H+
H2O
+
−
H2O
4 Kies uit het rijtje oxidatoren de sterkste OX en uit
het rijtje reductoren de sterkste RED.
NO3− + H+ is de sterkste OX en Cu is de sterkste
RED.
5 Kijk of de reactie tussen NO3− + H+ en Cu kan
verlopen. NO3− + H+ staat boven Cu. De reactie
zal dus verlopen. Nu kun je de reactievergelijking
opstellen.
6 Schrijf de halfvergelijkingen van NO3− + H+ en Cu op.
Een tip: je hebt geconcentreerd salpeterzuur. Kies
dus de halfvergelijking waarbij NO2 ontstaat.
Maak, indien nodig, het aantal elektronen aan
elkaar gelijk. Tel de beide halfvergelijkingen op
zodat je de vergelijking van de totaalreactie krijgt.
Je vermeldt hierin de toestandsaanduidingen
achter de deeltjes.
OX: NO3− + 2 H+ + e− → NO2 + H2O
(×2)
RED: Cu → Cu2+ + 2 e−
+
Totaal:
2 NO3−(aq) + 4 H+(aq) + Cu(s) →
2 NO2(g) + 2 H2O(l) + Cu2+(aq)
C 18
5 Kijk of de reactie tussen Cl2 en Ag kan verlopen.
Cl2 staat boven Ag. De reactie zal verlopen.
Nu kun je de reactievergelijking opstellen.
6 Schrijf de halfvergelijkingen van Cl2 en Ag op.
Maak, indien nodig, het aantal elektronen aan
elkaar gelijk. Tel de beide halfvergelijkingen op
zodat je de vergelijking van de totaalreactie krijgt.
Je vermeldt hierin de toestandsaanduidingen
achter de deeltjes.
OX: Cl2 + 2 e− → 2 Cl−
RED: Ag → Ag+ + e−
(×2)
+
Totaal:
Cl2(aq) + 2 Ag(s) → 2 Cl−(aq) + 2 Ag+(aq)
De Ag+-ionen en de Cl−-ionen vormen een neerslag
van AgCl(s).
De zilvervlekken zijn wel van je handen verdwenen,
maar er zijn vlekken van zilverchloride voor in de
plaats gekomen! Het heeft dus niet zoveel zin.
C 19
1 Schrijf de formules van de beginstoffen op.
ozon: O3(g)
kaliumjodide-oplossing (aangezuurd): K+(aq) + I−(aq)
(+ H+(aq))
2 Som alle deeltjes op die je bij elkaar in één vat
doet.
O3, K+, I−, H+, H2O
3 Ga aan de hand van Binas tabel 48 voor elk deeltje
na of het een OX, een RED of misschien wel beide
is. Soms kom je ook een combinatie tegen van
deeltjes die in het vat zitten.
OX
1 Schrijf de formules van de beginstoffen op.
zilver: Ag(s)
chloorwater: Cl2(aq)
2 Som alle deeltjes op die je bij elkaar in één vat doet.
Ag, Cl2, H2O
3 Ga aan de hand van Binas tabel 48 voor elk deeltje
na of het een OX, een RED of misschien wel beide
is. Soms kom je ook een combinatie tegen van
deeltjes die in het vat zitten.
OX
RED
H2O
Ag
Cl2
H2O
4 Kies uit het rijtje oxidatoren de sterkste OX en uit
het rijtje reductoren de sterkste RED.
Cl2 is de sterkste OX en Ag is de sterkste RED.
34 Hoofdstuk 9
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch09.indd 34
RED
I−
H2O
O3 + H
+
H2O
O3 + H2O
K+
H+
4 Kies uit het rijtje oxidatoren de sterkste OX en uit
het rijtje reductoren de sterkste RED.
O3 + H+ is de sterkste OX en I− is de sterkste RED.
5 Kijk of de reactie tussen O3 + H+ en I− kan verlopen.
O3 + H+ staat boven I−. De reactie zal verlopen.
Nu kun je de reactievergelijking opstellen.
6 Schrijf de halfvergelijkingen van O3 + H+ en I− op.
Maak, indien nodig, het aantal elektronen aan
elkaar gelijk. Tel de beide halfvergelijkingen op
zodat je de vergelijking van de totaalreactie krijgt.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:07 PM
Je vermeldt hierin de toestandsaanduidingen
achter de deeltjes.
OX: O3 + 2 H+ + 2 e− → H2O + O2
RED: 2 I− → I2 + 2 e−
d Op 20% van de verbrandingswarmte rijdt de auto
25 km. Op 100% zou de auto x km kunnen rijden.
+
Totaal:
O3(g) + 2 H+(aq) + 2 I−(aq) → H2O(l) + O2(g) + I2(s)
km
25
x
%
20
100
x=
25 × 100
= 125 km
20
A 23
9.3 Energie uit batterijen
A 20
a Energiebronnen zijn de zon, de aarde, water en
wind.
b Energiedragers zijn brandstoffen, biomassa en
stoffen die met elkaar kunnen reageren waarbij
chemische energie wordt omgezet in een andere
vorm van energie.
c Energievormen zijn zonne-energie, windenergie,
thermische energie (warmte), wrijvingsenergie,
licht, bewegingsenergie en elektrische energie.
a Elektrische stroom bestaat uit bewegende
elektronen.
b Tijdens een redoxreactie worden elektronen
overgedragen van de RED naar de OX. Als je deze
elektronenstroom opvangt, heb je de beschikking
over elektrische stroom, dus over elektrische
energie.
B 24
a,b Zie figuur 9.2.
e–
e–
A
Zn-staaf
A 21
a Chemische energie in benzine kan worden
omgezet in bewegingsenergie en/of warmte.
b Naast de gewenste energie ontstaat ook een
andere vorm van energie. Bij een benzinemotor
is het rendement van het omzetten van
de chemische energie uit de benzine in
bewegingsenergie ongeveer 20%.
c Vaak wordt deze energie omgezet in warmte
(en wrijvingsenergie).
Zn2+
Zn2+
Cu-staaf
Cu
Zn2+
Cu2+
Cu2+
Cu2+
Cu2+
Zn2+
2+
Cu
Zn2+
Zn2+
Cu2+
Zn2+
Zn2+
Cu2+
Cu2+
poreuze wand
9.2
B 22
a 2 C8H18(l) + 25 O2(g) → 16 CO2(g) + 18 H2O(l)
b
3
L
1,0 ∙ 10
1,0
J
33 ∙ 109
x
x=
33·109 × 1,0
= 3,3 ∙ 107 J
1,0·103
c In de tekst staat dat 20% van de geleverde energie
wordt omgezet in bewegingsenergie. Dat is dan
20 × 3,3·107
= 6,6 ∙ 106 J.
100
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch09.indd 35
A 25
− Twee halfcellen. In elke halfcel zit een OX en een
RED.
− Een metaaldraad die de halfcellen met elkaar
verbindt.
− Een elektrolytoplossing of een poreuze wand tussen
beide halfcellen. Hierdoor wordt de stroomkring
gesloten.
A 26
a De elektronen stromen van de sterkste RED naar
de sterkste OX.
b In de halfcel met de sterkste RED zit de negatieve
elektrode.
Energieproductie 35
06/05/14 1:07 PM
A 29
B 27
a Drie reductoren: Ni, Ag en H2O
Drie oxidatoren: Ni2+, Ag+ en H2O
(NO3− is alleen OX in combinatie met H+.)
b Ni is de sterkste RED. Die bevindt zich dus in de
rechter halfcel.
Ag+ is de sterkste OX. Die bevindt zich dus in de
linker halfcel.
c Ni → Ni2+ + 2 e−
Ag+ + e− → Ag (×2)
d Ni(s) + 2 Ag+(aq) → Ni2+(aq) + 2 Ag(s)
e De nikkelstaaf levert de elektronen. Via de
draad en de zilverstaaf stromen ze naar de
zilvernitraatoplossing. Dus van de sterkste RED
naar de sterkste OX.
f Elektronen stromen van − naar +. De nikkelstaaf is
dus de negatieve elektrode.
C 28
a Zie figuur 9.3.
b De elektrolytoplossing vormt de verbinding tussen
de twee halfcellen en zo ontstaat een gesloten
stroomkring.
c In de elektrochemische cel bevinden zich de
volgende oxidatoren en reductoren:
OX: Zn2+, Ni2+ en H2O
RED: Zn, Ni en H2O
De sterkste OX is Ni2+, de sterkste RED is Zn.
De sterkste OX en RED reageren als de cel stroom
levert.
OX: Ni2+ + 2 e− → Ni
RED: Zn → Zn2+ + 2 e−
d Ni2+(aq) + Zn(s) → Ni(s) + Zn2+(aq)
e Elektronen stromen van de sterkste RED naar de
sterkste OX. Dus van Zn naar Ni2+. De zinkstaaf is
dus de negatieve elektrode. De nikkelstaaf is dan
positief.
A
e–
e–
–
elektrolytoplossing
Ni
+
oplossing van
Ni(NO3)2
oplossing van
Zn(NO3)2
Zn
a Een batterij is oplaadbaar als de chemische reactie
die in de batterij plaatsvindt omkeerbaar is. Een
batterij is niet oplaadbaar als de chemische reactie
die in de batterij plaatsvindt niet omkeerbaar is.
b De verhouding geleverde energie: massa batterij
heet de energiedichtheid van een batterij.
A 30
a Alkaline-mangaanoxidebatterijen en lithiummangaanoxidebatterijen zijn niet oplaadbaar.
b Voorbeelden van juiste antwoorden zijn:
– nikkel-cadmiumbatterijen
– nikkel-metaalhydridebatterijen
– lithium-ionbatterijen
– loodaccu’s
c Voorbeeld van een juist antwoord:
De gebruikte metalen worden teruggewonnen, dit is
gunstig omdat:
– het grondstoffen spaart;
– het onkosten spaart;
– het milieu wordt ontzien.
B 31
geleverde energie
= energiedichtheid
massa
0,18 kWh kg−1 = 0,18 × 3,6 ∙ 106 = 6,48 ∙ 105 J kg−1
J
6,48 ∙ 105
x
massa (g)
1000
50
Deze batterij kan x =
6,48·105 × 50
= 3,2 ∙ 103 J leveren.
1000
B 32
a De halfvergelijking van Zn hoort bij de RED: Zn
staat elektronen af.
De halfvergelijking met MnO2 hoort bij de OX: MnO2
neemt elektronen op.
b De elektronen zullen van Zn naar MnO2 gaan.
Elektronen gaan altijd van − naar +, dus Zn is de
negatieve elektrode.
c MnO2: de lading van O is 2 × 2− = 4 −. MnO2 is
ongeladen, dus de lading van Mn = 4+.
MnO(OH): de lading van O = 2 × 2− = 4 −; de lading
van H = 1+. Dit is bij elkaar 3−.
MnO(OH) is ongeladen, dus de lading van Mn = 3+.
d Zn(s) + 2 MnO2(s) + H2O(l) → ZnO(s) + 2 MnO(OH)(s)
9.3
36 Hoofdstuk 9
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch09.indd 36
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:07 PM
e Een alkaline-mangaanoxidebatterij is niet
oplaadbaar, dus de reactie is niet omkeerbaar.
Dat komt doordat de oxidator ZnO en de reductor
MnO(OH) niet sterk genoeg zijn om met elkaar te
reageren.
B 33
a In het periodiek systeem staat lithium op plaats 3.
Het is het eerste metaal dat je tegenkomt (H en He
zijn geen metalen), dus het lichtste.
b Li is de sterkste RED omdat het als onderste in
tabel 48 staat.
c Li is een zeer onedel metaal, omdat het een hele
sterke reductor is, dus erg reactief.
d Li is een zo sterke reductor dat het heftig zal
reageren met water als oxidator.
e Li → Li+ + e−
f MnO2: de lading van O = 2 × 2− = 4 −; MnO2 is
neutraal, dus de lading van Mn is 4+.
LiMnO2: de lading van O = 2 × 2− = 4 −; de lading
van Li = 1+; dat is bij elkaar 3−. LiMnO2 is neutraal,
dus de lading van Mn = 3+.
g MnO2(s) + Li(s) → LiMnO2(s)
b Bij een brandstofcel worden voortdurend
beginstoffen aangevoerd en reactieproducten
afgevoerd.
c De OX is O2 en de RED is een brandstof,
bijvoorbeeld H2.
d In een ‘brandstof’cel wordt een brandstof,
bijvoorbeeld waterstof of glucose,‘verbrand’.
B 37
a Het verbrandingsproduct is water, dus dat wordt
uitgescheiden, net als de ‘rest van de lucht’.
(Zuurstof wordt aangevoerd in lucht, dus het kan
nog wel zijn dat stikstof uit de lucht en zuurstof bij
de hoge temperatuur in de uitlaat stikstofoxiden
geven.)
b 2 H2O(l) → 2 H2(g) + O2(g)
c Als de waterstof wordt gewonnen door elektrolyse
met stroom die is opgewekt met fossiele
brandstoffen is deze manier van rijden niet zo
milieuvriendelijk meer.
B 38
a CH4(g) + 2 H2O(l) → CO2(g) + 4 H2(g)
b Nee, want aardgas is een fossiele brandstof.
C 34
a – Cadmium is erg giftig, dus kun je batterijen met
cadmium beter vermijden.
– De energiedichtheid van nikkelmetaalhydride
batterijen is groter.
b 2 Ni(OH)2(s) + Cd(OH)2(s) →
2 NiO(OH)(s) + 2 H2O(l) + Cd(s)
c MH + OH− → M + H2O + e−
C 39
a O2(g) + 4 H+ + 4 e− → 2 H2O(l)
b C6H12O6(aq) + 6 O2(g) → 6 CO2(g) + 6 H2O(l)
c Zie figuur 9.17 in het leerboek. In plaats van
waterstof komt C6H12O6. De reactieproducten zijn
6 CO2(g) + 6 H2O(l) in plaats van alleen water.
C 35
a PbO2(s) + Pb(s) + 4 H+(aq) + 2 SO42−(aq) →
2 PbSO4(s) + 2 H2O(l)
b Bij de reactie die optreedt tijdens de
stroomlevering wordt zwavelzuur verbruikt zodat
de hoeveelheid zwavelzuur in de oplossing minder
wordt naarmate de accu leger is.
c Door de accu aan een lader te leggen kun je de
chemische reacties in omgekeerde volgorde laten
lopen, dus: 2 PbSO4(s) + 2 H2O(l) → PbO2(s) +
Pb(s) + 4 H+(aq) + 2 SO42−(aq)
Tijdens het opladen wordt de hoeveelheid zwavelzuur in de oplossing weer groter.
A 36
a Een brandstofcel raakt niet uitgeput, een ‘gewone’
batterij’ raakt ‘leeg’.
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch09.indd 37
9.4 Energie uit brandstoffen
A 40
a Steenkool, aardolie, aardgas
b Aardoliefracties worden opgevangen bij de
destillatie van aardolie. Het zijn mengsels van
vloeistoffen waarvan de kookpunten dicht bij
elkaar liggen.
c Omdat een aardoliefractie een mengsel is, heeft
het een kooktraject. Alleen zuivere stoffen koken
bij een constante temperatuur. Die hebben een
kookpunt.
d Gas (lpg): autobrandstof, verwarming
Nafta: grondstof voor plastics, grondstof voor
autobenzine
Energieproductie 37
06/05/14 1:07 PM
Kerosine: brandstof voor vliegtuigen, verwarming,
verlichting
Lichte gasolie: brandstof voor dieselmotoren,
grondstof voor benzine, verlichting
Zware gasolie: brandstof voor elektrische centrales,
smeermiddelen, grondstof voor benzine
(Residu: teerproducten, asfalt)
B 41
a Tijdens het condenseren komt weer warmte vrij.
b Je kunt de vrijgekomen warmte gebruiken om het
te destilleren mengsel voor te verwarmen.
c Nee, er zal altijd warmte worden afgestaan aan de
omgeving: die gaat verloren voor het proces.
B 42
a CnH2n+2
b H3C CH CH CH
2
2
2
CH2 CH2 CH2 CH3
CH3
c
H3C
C
CH
CH
CH3
CH3 CH3
d isomerie
B 43
a 3 C(s) + 2 Fe2O3(s) → 4 Fe(s) + 3 CO2(g)
b In de reactievergelijking staan vóór en achter de
pijl elementen.
c Fe3+ wordt Fe en neemt dus elektronen op. Dat is
de OX. C is dus de RED.
c Productie van eerste generatie biobrandstoffen
neemt landbouwgrond in beslag en kan daardoor
ten koste gaan van voedselproductie.
A 46
– Vergisting van suikers en plantaardig materiaal met
behulp van micro-organismen. De zo gevormde
ethanol wordt gemengd met benzine.
– Pyrolyse van biomassa: verhitten in afwezigheid van
zuurstof.
– Omestering van plantaardige oliën, bijvoorbeeld
koolzaadolie, of dierlijke vetten zoals oud frituurvet
met behulp van methanol levert biodiesel op.
– HTU-proces biomassa wordt vermengd met water
en verhit tot ongeveer 350 °C bij een druk van
ongeveer 160 bar en gedurende circa 15 minuten.
B 47
a C6H12O6 → 2 C2H5OH + CO2
b Ethanol geproduceerd uit glucose uit suikerriet is
een eerste generatie brandstof omdat suikerriet
een belangrijk voedingsmiddel is. Methaan
geproduceerd uit mest is een tweede generatie
brandstof omdat mest een afvalstof is.
C 48
a
O
H2C O
C
C 7H35
O
HC
O
C
C 7H35
O
B 44
a De alkanen (methaan, ethaan, propaan, butaan,
pentaan en hexaan).
b Het Canadese gas zal bij verbranding per dm3
de meeste energie leveren, omdat er veel minder
stikstof in voorkomt en veel meer methaan.
H2C
O
38 Hoofdstuk 9
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch09.indd 38
C 7H35
O
b
H2C O
C
C 7H35
O
HC
O
C
C 7H35 + 3 H2O →
O
A 45
a Biobrandstoffen zijn brandstoffen die gemaakt
worden uit biomassa: plantaardig en/of dierlijk
materiaal.
b Eerste generatie biobrandstoffen zijn gemaakt van
plantaardig materiaal dat geschikt is voor voedsel,
zoals palmolie, koolzaad, suikerriet, maïs en
graan. Tweede generatie biobrandstoffen worden
gemaakt van afvalstoffen die niet als voedsel
kunnen dienen, zoals afval uit de vleesproductie
of afgedankt frituurvet en planten of resten van
planten, bijvoorbeeld houtsnippers.
C
H2C
O
C
C 7H35
H C OH
O
HC
H C
OH + 3 HO
C
C 7H35
OH
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:07 PM
c
O
H C
OH + HO
C
C 7H35 →
O
H3C O
C
C 7H35 + H2O
d HTU-diesel is geen ester, maar een mengsel van
alkanen, vergelijkbaar met aardolie.
min mogelijk belast, zowel bij de productie en
distributie als bij de verbranding.
b Klimaatneutraal betekent dat er geen verandering
in het klimaat kan optreden als gevolg van het
gebruik van deze brandstoffen.
c Door de toename van broeikasgassen in de
atmosfeer neemt het broeikaseffect toe, waardoor
het klimaat ingrijpend kan veranderen.
A 49
De opgeslagen chemische energie wordt voor een deel
gebruikt als warmte die vrijkomt bij verbranding. Voor
een deel wordt de energie omgezet in bewegingsenergie en elektrische energie.
B 50
a De brandstoffen worden gebruikt om water te
veranderen in stoom.
b Door de chemische energie uit de brandstof wordt
water omgezet in stoom. De stoom zet een turbine
in beweging: bewegingsenergie. In een generator
wordt vervolgens bewegingsenergie omgezet in
elektrische energie.
C 51
a S(s) + O2(g) → SO2(g)
b Het massapercentage S in de stookolie is 4
massaprocent. Dat betekent: in 100 ton stookolie
zit 4 ton zwavel.
4
In 1,0 ton stookolie zit dus
= 4 ∙ 10−2 ton zwavel.
100
c 4 ∙ 10−2 ton S = y mol S
Molaire massa S = 32,06 g mol−1
1,000 × 4·10−2 × 106
y=
= 1,2 ∙ 103 mol S
32,06
Molverhouding S : SO2 = 1 : 1
Uit 1,2 ∙ 103 mol S ontstaat dus 1,2 ∙ 103 mol SO2.
1,2 ∙ 103 mol SO2 = z g SO2 g mol−1
z=
64,06 × 1,2·103
= 8 ∙ 104 g SO2
1,000
Er ontstaat per ton stookolie 8 ∙ 104 × 10−6 =
8 ∙ 10−2 ton SO2.
d De uitstoot aan SO2 kan verminderen door van
tevoren de zwavel uit de stookolie te halen of door
rookgasontzwaveling.
A 52
A 53
a De C/H-verhouding is de verhouding tussen de in
de brandstof aanwezige hoeveelheid C-atomen en
H-atomen.
b Wanneer de C/H-verhouding van een brandstof
klein is, ontstaat er in verhouding minder CO2, dit
bevordert het terugdringen van het broeikaseffect.
A 54
a Bij volledige verbranding van fossiele brandstoffen
ontstaan in ieder geval koolstofdioxide en water.
Als er zwavelverontreinigingen aanwezig zijn,
ontstaat ook zwaveldioxide.
b Bij onvolledige verbranding van fossiele
brandstoffen ontstaan, behalve de
reactieproducten uit vraag a, ook nog
koolstofmono-oxide, roet en onverbrande
koolwaterstoffen.
c In principe hetzelfde antwoord als bij a en b.
Bij biobrandstoffen is er minder verontreiniging
met zwavel, dus er zal geen (of veel minder)
zwaveldioxide ontstaan.
B 55
a Een brandstof verbrandt onvolledig als er in
verhouding tot de hoeveelheid brandstof te weinig
zuurstof aanwezig is.
b Bruinkool, steenkool, stookolie en gasolie zijn de
grootste vervuilers die in Binas tabel 64B staan.
c In de verbrandingsruimten is de temperatuur
erg hoog. Er is lucht aanwezig: een mengsel van
stikstof en zuurstof. Hieruit ontstaan onder die
omstandigheden de stikstofoxiden.
B 56
a Spaarlampen verbruiken per uur minder energie
en ze gaan veel langer mee. Dat laatste betekent
minder grondstoffenverbruik en minder afval, dus
minder energieverbruik.
a Een brandstof is duurzaam als deze afkomstig
is uit een hernieuwbare bron en het milieu zo
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch09.indd 39
Energieproductie 39
06/05/14 1:07 PM
b Diepvriesgroenten zijn verpakt: kost grondstof,
geeft afval en kost dus energie. Ze zijn ingevroren
en moeten bevroren blijven zolang je ze niet
gebruikt: dat kost energie.
c Verpakking kost grondstoffen en levert afval. Het
produceren van verpakking kost energie.
d Een grote auto verbruikt per km veel meer
brandstof, dus meer energie dan een kleine auto.
e Het vliegtuig verbruikt meer brandstof, energie,
dan de trein.
C 57
C2H5OH = 3,64 ∙ 10−5 g C2H5OH = z mol C2H5OH
Molaire massa C2H5OH = 46,07 g mol−1
z=
3,64·10−5 × 1,000
= 7,90 ∙ 10−7 mol C2H5OH
46,07
Molverhouding C2H5OH : CO2 = 1 : 2 = 7,90 ∙ 10−7 : p
p = 2 × 7,90 ∙ 10−7 = 1,6 ∙ 10−6 mol CO2
Als je ethanol verbrandt, komt er per J geleverde
energie 1,6 ∙ 10−6 mol CO2 vrij.
e x m3 C8H18 levert 1,0 J
a 6 CO2(g) + 6 H2O(l) → C6H12O6(s) + 6 O2(g)
b Zie figuur 9.4.
c Fossiele brandstoffen zijn lang geleden en over
een hele lange periode gevormd. Als wij veel
fossiele brandstoffen gebruiken komt er veel CO2
in één keer vrij. Hierdoor wordt het CO2-evenwicht
verstoord. Bij biobrandstoffen is dat niet het geval:
de vorming is nog maar kort geleden en de CO2
die bij verbranding vrijkomt is in dat geval nog vrij
kort daarvoor uit de atmosfeer opgenomen.
x=
1,0 × 1,0
= 3,03 ∙ 10−11 m3 C8H18 = y kg C8H18
3,3·1010
y=
0,72·103 × 3,03·10−11
= 2,18 ∙ 10−8 kg
1,0
C8H18 = 2,18 ∙ 10−5 g C8H18 = z mol C8H18
Molaire massa C8H18 = 114,22 g mol−1
z=
C 58
2,18·10−5 × 1,000
= 1,91 ∙ 10−7 mol C8H18
114,22
Molverhouding C8H18 : CO2 = 2 : 25 = 1,91 ∙ 10−7 : p
a C2H5OH(l) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(l)
b 2 C8H18(l) + 25 O2(g) → 16 CO2(g) + 18 H2O(l)
c De dichtheid van benzine is 0,72 ∙ 103 kg m−3 en die
van ethanol is 0,80 ∙ 103 kg m−3.
d x m3 C2H5OH levert 1,0 J
x=
1,0 × 1,0
= 4,55 ∙ 10−11 m3 C2H5OH = y kg C2H5OH
2,2·1010
y=
0,80·103 × 4,55·10−11
= 3,64 ∙ 10−8 kg
1
p=
25 × 1,91·10−7
= 2,4 ∙ 10−6 mol CO2
2
Als je benzine verbrandt, komt er per J geleverde
energie 2,4 ∙ 10−6 mol CO2 vrij.
f
1
In ethanol is de C/H-verhouding = 0,33 en in
3
4
benzine = 0,44.
9
koolstof in de
atmosfeer
(vooral CO2)
fotosynthese
ademhaling
verbranding
koolstof in planten
dieren
mensen
koolstof in
fossiele
brandstoffen
begraven en
compact maken
9.4
40 Hoofdstuk 9
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch09.indd 40
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:07 PM
g Van benzine verwacht je op grond van de C/Hverhouding de grootste CO2-productie.
h Uit de antwoorden op de vragen d en e blijkt dat
per J geleverde energie benzine 2,4 ∙ 10−6 mol CO2
oplevert en ethanol maar 1,6 ∙ 10−6 mol CO2. Dat
klopt dus met de CO2-uitstoot op basis van de
C/H-verhouding.
b De zon kan leveren: 6,2 ∙ 1022 J − 2,8 ∙ 1023 J per
jaar. Als je uitgaat van 6,2 ∙ 1022 J per jaar, dan volgt
daaruit:
tijd (jaar)
1,000
x
J
6,2 ∙ 1022
4,5 ∙ 1019
x=
C 59
a CO2 moet met water kunnen reageren tot glucose
en zuurstof (fotosynthese) en daar is zonlicht voor
nodig.
b Een grotere concentratie aan CO2 betekent
dat de botsingskans toeneemt, waardoor de
reactiesnelheid waarmee glucose wordt gevormd
door fotosynthese ook toeneemt.
c Er moet voldoende worden gestookt om de
kassen warm te houden. Een reactieproduct van
de gebruikte brandstof(fen) is CO2.
d De reactie kan twee kanten op verlopen: de CO2
kan worden gebonden, maar ook weer worden
afgestaan.
e Er moet een beetje worden verwarmd om de CO2
door de stof te laten loslaten. Daar is dus kennelijk
energie (warmte) voor nodig. Het is daarom een
endotherm proces.
9.5 Energie uit duurzame
bronnen
A 60
a Duurzame energie is energie uit bronnen die nooit
‘op’ raken.
b De zon, de wind, aardwarmte, biomassa en water
zijn vormen van duurzame energie.
c GEA staat voor Global Energy Assessment.
A 61
Fossiele brandstoffen hebben een negatief effect op
het milieu en ze raken op.
1,000 × 4,5·1019
= 7,3 ∙ 10−4 jaar
6,2·1022
Om evenveel energie te leveren als de totale
Nederlandse gasvoorraad doet, heeft de zon maar
7,3 ∙ 10−4 jaar nodig (= 6,4 uur).
A 63
a Zonne-energie verwarmt water.
b Zonne-energie wordt direct omgezet in elektrische
energie.
c Zonne-energie wordt door middel van spiegels
opgevangen en de warmte wordt dan gebruikt
om stoom te genereren. De stoom zet turbines in
beweging waardoor bewegingsenergie ontstaat.
De bewegingsenergie wordt vervolgens omgezet
in elektrische energie.
B 64
a Silicium staat in groep 14 van het periodiek
systeem.
b Zie figuur 9.5.
c Een siliciumatoom heeft vier elektronen in de
buitenste schil. Een siliciumatoom heeft nog vier
elektronen in zijn buitenste schil nodig om op een
edelgas te lijken. Om dat te bereiken vormt het vier
atoombindingen met andere niet-metaalatomen.
De covalentie van silicium is dus 4.
d In zuiver silicium komen geen geladen deeltjes
voor die kunnen bewegen, dus zuiver silicium kan
geen elektrische stroom geleiden.
e Een fosforatoom heeft vijf elektronen in zijn
buitenste schil. Vier van de vijf elektronen vormen
bindingen met vier siliciumatomen die eromheen
zitten. Dan is er nog één elektron over. Dit ‘vrije’
elektron in het siliciumkristal zorgt voor het
geleidingsvermogen.
B 62
a De totale Nederlandse aardgasvoorraad kan bij
verbranding leveren:
1,4 ∙ 1012 × 3,2 ∙ 107 J = 4,5 ∙ 1019 J aan energie.
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch09.indd 41
Energieproductie 41
06/05/14 1:07 PM
Molverhouding H2O : H2 = 1 : 1 = 55,5 : y
y = 55,5 mol H2 = z g H2
Molaire massa H2 = 2,016 g mol−1
z=
14+
2–
8–
4–
H2 = p m3 H2
p=
siliciumatoom: Si
B 65
a Via spiegels wordt het zonlicht naar een ontvanger
boven in de toren gekaatst. De zonnewarmte
wordt opgevangen in een gesmolten nitraat en
vervolgens overgedragen op water. Water wordt
stoom. Stoom drijft een stoomgenerator aan.
De bewegingsenergie wordt dan omgezet in
elektrische energie.
b NaNO3
c Bij het stollen van natriumnitraat komt warmte vrij,
dus dit is een exotherm proces.
d Zie figuur 9.6.
energie
geactiveerde
toestand
A 67
Uit de zee kun je energie winnen door gebruik te
maken van de getijden, de golfslag of door osmose.
B 68
a Br −, Ca2+, Cl−, F−, K+, Mg2+, Na+, Sr2+, SO42−, HCO3−,
Hg2+ (en verder nog sporen van een aantal andere
ionen)
b In onvervuild zeewater zit: 10,820 g L−1 aan Na+.
Molariteit = mol L−1
10,820 g Na+ = x g Na+
Molaire massa Na+ = 22,99 g mol−1
x=
activeringsenergie
smeltwarmte
stollingswarmte
NaNO3(s)
9.6
C 66
a 2 H2O(l) → 2 H2(g) + O2(g)
b 1,0 kg H2O= 1,0 ∙ 103 g = x mol H2O
Molaire massa H2O = 18,02 g mol−1
1,0·103 × 1,000
x=
= 55,5 mol H2O
18,02
42 Hoofdstuk 9
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch09.indd 42
112·10−3 × 1,00
= 1 m3 H2 = 1 ∙ 103 L H2
0,09
c De mengverhouding H2 : aardgas op Ameland was
1 : 5. Dat wil zeggen dat er 5 × 1 ∙ 103 liter =
5 ∙ 103 liter aardgas werd toegevoegd.
d 1/6 deel van 1,0 m3 verbruikt gas is H2, dus dat
is ook de besparing (zo veel aardgas is immers
vervangen door waterstof).
9.5
Na+(l) + NO3–(l)
2,016 × 55,5
= 112 gram H2 = 112 ∙ 10−3 kg
1,000
1,000 × 10,820
= 4,706 ∙ 10−1 mol Na+
22,99
De molariteit van Na+ in onvervuild zeewater =
4,706 ∙ 10−1 mol L−1.
c Om de concentratie aan Na+ te halveren moet het
volume twee keer zo groot worden. Het volume
moet 2,0 L worden, dus er moet 1,0 L water
verhuizen.
A 69
a Wind is bewegende lucht.
b Het blijf altijd waaien, daarom is wind een
duurzame bron van energie.
c De bewegingsenergie van de lucht wordt in een
windturbine direct omgezet in elektrische energie.
B 70
a Windmolens zorgen voor geluidsoverlast en
passen vaak niet in het landschap.
b De kosten van aanbouw en onderhoud zijn veel te
hoog: niet rendabel.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:07 PM
A 71
a Geothermische energie wordt onttrokken aan de
warmte uit het binnenste van de aarde die via
magmastromingen op sommige plaatsen dicht aan
de oppervlakte komt.
b Vervoer van met geothermische energie verwarmd
water kost energie en het water koelt onderweg
weer af.
c De techniek om geothermie in Nederland toe te
passen is erg duur en er wordt nog weinig subsidie
op gegeven.
B 72
Water dat is verwarmd met behulp van geothermische
energie kun je direct gebruiken om huizen en gebouwen te verwarmen. Hete stoom uit de bodem kan ook
turbines aandrijven waarbij bewegingsenergie kan
worden omgezet in elektrische energie.
C 73
a De grenswaarde van waterstofsulfide is:
2,3 mg m−3.
b Massa van een m3 lucht = 1,293 kg =
1,293 ∙ 103 gram (Binas tabel 12)
Daarin zit 50 microgram H2S = 50 ∙ 10−6 g H2S.
In 100 g lucht zit x g H2S.
x=
50·10−6 × 100
= 3,9 ∙ 10−6 g H2S
1,293·103
Het massapercentage H2S in lucht = 3,9 ∙ 10−6%.
c Een (mengsel van) sulfide(s)
d Als de waterstofsulfide weer in de bodem
terechtkomt, zit het in elk geval niet in de lucht en
vormt zo geen gevaar voor het milieu. Bovendien
is het afkomstig uit de bodem zodat het geen extra
verontreiniging van de bodem oplevert.
C 74
a Het natuurlijk broeikaseffect is het broeikaseffect
dat wordt veroorzaakt door koolstofdioxide en
waterdamp, die van nature in de dampkring
voorkomen.
b CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + H2O(l)
c Biobrandstoffen zijn brandstoffen die worden
gemaakt uit biomassa: plantaardig en/of dierlijk
materiaal.
d Fossiele brandstoffen zijn lang geleden en over
een hele lange periode gevormd uit biomateriaal
dat in die tijd CO2 heeft opgenomen. Als wij veel
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch09.indd 43
fossiele brandstoffen gebruiken, komt er veel CO2
in één keer vrij. Hierdoor wordt het CO2-evenwicht
verstoord. Bij biobrandstoffen is dat niet het geval:
de vorming van het plantaardig en dierlijk materiaal
heeft nog maar kort geleden plaatsgevonden
en de CO2 die bij verbranding vrijkomt is in dat
geval nog vrij kort daarvoor uit de atmosfeer
opgenomen.
e Bomen in tropische bossen nemen tijdens de
fotosynthese CO2 op dat wordt omgezet in
glucose en zetmeel. Als er bomen verdwijnen
wordt er minder CO2 opgenomen en omgezet, dus
neemt de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer toe en
daarmee het broeikaseffect.
f Methaan is afkomstig van de spijsvertering van
rundvee, mestopslagen en afvalstortplaatsen,
maar ook uit moerasgebieden en rijstvelden.
g De stijging van de CH4-concentratie is
1700 − 620 ppb = 1,08 ∙ 103 volume-ppb
Dat wil zeggen een stijging van 1,08 ∙ 103 L CH4 per
1,00 ∙ 109 L lucht.
Per L lucht is de stijging x L CH4.
x=
1,08·103 × 1,00
= 1,08 ∙ 10−6 L CH4 = y g CH4
1,00·109
Dichtheid CH4 = 0,72 kg m−3 = 0,72 g dm−3
y=
1,08·10−6 × 0,72
= 7,78 ∙ 10−7 gram
1,00
CH4 = z mol CH4
De molaire massa van CH4 is 16,04 g mol−1.
z=
7,78·10−7 × 1,000
= 4,9 ∙ 10−8 mol CH4
16,04
Per L lucht is de stijging = 4,9 ∙ 10−8 mol CH4.
De concentratie van methaan in de lucht is in 200
jaar gestegen met 4,9 ∙ 10−8 mol L−1.
h distikstofmono-oxide
i H = halogeen, F = fluor, K = koolstof
j
F
F
F
C
F
H + Cl
Cl → F
C
Cl + H
Cl
F
k Voor een substitutiereactie is energie in de
vorm van licht nodig. Dat betekent dat het een
endotherme reactie is.
l PFK staat voor perfluorkoolwaterstoffen.
Energieproductie 43
06/05/14 1:07 PM
m
F
F
C
F
F
en F
F
F
C
C
F
F
b MnO4− + 8 H+ + 5 e− → Mn2+ + 4 H2O
H2C2O4 → 2 CO2 + 2 H+ + 2 e−
F
+
n De uitstoot van broeikasgassen moet worden
beperkt.
o De economie in China en India is in volle
ontwikkeling: daardoor worden meer
broeikasgassen uitgestoten, bijvoorbeeld
doordat er veel meer auto’s rijden en er veel meer
elektriciteitscentrales draaien.
China en India zijn voorlopig nog niet gebonden om
zich in te spannen de CO2-uitstoot te beperken.
2 MnO4− + 6 H+ + 5 H2C2O4 →
2 Mn2+ + 8 H2O + 10 CO2
c Doordat de temperatuur stijgt, bewegen de
deeltjes sneller. Er vinden per seconde meer
effectieve botsingen tussen de deeltjes plaats.
d Mangaan(II)nitraat / mangaannitraat /
mangaansulfaat. Dan kan onderzocht worden of
de reactie door de aanwezigheid van de Mn2+ionen direct al snel(ler) verloopt.
3
a C19H36O2 + 27 O2 → 19 CO2 + 18 H2O
b
O
9.6 Afsluiting
H3C O
1
a Voorbeelden van juiste structuurformules zijn:
H3C CH
CH3 H3C CH CH3
CH3
CH
H3C CH CH CH CH3 H C
CH
CH CH
b C4H4S + 6 O2 → 4 CO2 + 2 H2O + SO2
c Vele kleine korreltjes hebben samen een
groot oppervlak, zodat de verwijdering van de
zwavelverbindingen snel(ler) verloopt, zodat veel
van de te verwijderen stof wordt vastgehouden.
d 80 L dieselolie = 80 ∙ 103 mL
Voor 34 mL dieselolie is 1,0 g zeoliet nodig. Voor
80 ∙ 103 mL dieselolie is x g zeoliet nodig.
x=
(2×)
(5×)
80·103 × 1,0
= 2,4 ∙ 103 g zeoliet
34
2
a Molverhouding H2C2O4 : H2C2O4 ∙ 2H2O = 1 : 1
In 100 mL 0,50 molair oxaalzuuroplossing is x mol
H2C2O4 opgelost, dus ook x mol H2C2O4 ∙ 2H2O
C
C 7H33
c In een molecuul C17H33 komt één C=C-binding
voor. In een molecuul C17H31 komen twee
C=C-bindingen voor. In totaal komen dus vier
C=C-bindingen voor in een molecuul van deze
olie.
d Dit is de vanderwaalsbinding (of molecuulbinding).
e 2 C3H8O3 + H2O → 5 CO + 9 H2 + CO2
f − Wanneer meer stoom reageert, ontstaat meer H2
en ook meer CO2 en (dus) minder CO.
− 2 C3H8O3 + 2 H2O → 4 CO + 10 H2 + 2 CO2
Per mol CO ontstaat meer H2.
g Bij hogere temperatuur verloopt de reactie sneller
en is de productie (van methanol per tijdseenheid)
hoger.
h Voor de productie van 200 ∙ 103 ton biomethanol is
nodig: 200 ∙ 103 × 1,3 ton glycerol.
Hierbij wordt geproduceerd: 200 ∙ 103 × 1,3 × 10 ton
biodiesel.
Door het aantal ton vet (= gelijk aan het aantal ton
biodiesel) af te trekken van de totale massa van
biodiesel en glycerol vind je de hoeveelheid ton
methanol die is geproduceerd, dus:
(200 ∙ 103 × 1,3 × 10 + 200 ∙ 103 × 1,3) − (200 ∙ 103 ×
1,3 × 10 + 200 ∙ 103) = 6 ∙ 104 (ton), ofwel: 200 ∙ 103 ×
1,3 − 200 ∙ 103 = 6 ∙ 104 (ton).
0,50 × 100·10−3
= 5,0 ∙ 10−2 mol
1,0
H2C2O4 ∙ 2H2O = y g H2C2O4 ∙ 2H2O
x=
Molaire massa H2C2O4 ∙ 2H2O = 126,06 g mol−1
y=
5,0·10−2 × 126,06
= 6,3 gram H2C2O4 ∙ 2H2O
1,000
44 Hoofdstuk 9
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch09.indd 44
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:07 PM
10 Polymeren
10.1 Een bloedstollende
polymerisatie
A 3
B 1
a In de formule van een moleculaire stof komen
alleen symbolen van niet-metalen voor.
b Fybrinogeen lost op in water, dus is hydrofiel.
c OH– en NH–groepen zorgen ervoor dat een stof
oplosbaar is in water.
d waterstofbruggen
e pH = −log [H+]
pH = 7,35 → [H+] = 4,5 ∙ 10−8 mol L−1
pH = 7,45 → [H+] = 3,5 ∙ 10−8 mol L−1
[H+] ligt tussen 3,5 ∙ 10−8 mol L−1 en 4,5 ∙ 10−8 mol L−1.
f In 5,0 ∙ 10−3 L bloed zit x mol Mg2+.
x=
c Een copolymeer is een polymeer dat is ontstaan
uit verschillende monomeren.
d Een polymerisatiereactie is de reactie waarbij
monomeren met elkaar reageren tot een polymeer.
1,0·10−3 × 5,0·10−3
= 5,0 ∙ 10−6 mol Mg2+ = y g Mg2+
1,0
De molaire massa van Mg2+ is 24,31 g mol−1.
y=
5,0·10−6 × 24,31
= 1,2 ∙ 10−4 gram Mg2+.
1,000
g De massa van 5,0 mL bloed is 5,0 gram. Daarin zit
1,2 ∙ 10−4 gram Mg2+.
In 100 g bloed zit x g Mg2+.
1,2·10−4 × 100
= 2,4 ∙ 10−3 g Mg2+
x=
5,0
Het massapercentage Mg in bloed is 2,4 ∙ 10−3%.
h C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O
a Voorbeelden van een synthetisch polymeer:
polyetheen, polyvinylchloride (pvc) en polystyreen
(piepschuim), rubbers, polyesters en polyamiden
zoals nylon.
b Voorbeelden van een natuurlijk polymeer: eiwitten,
cellulose (de bouwstof van alle planten), natuurlijke
rubber, zetmeel en zijde.
c We onderscheiden polyadditie en polycondensatie.
B 4
De dichtheid is de massa per volume-eenheid,
bijvoorbeeld per m3.
Het volume van de matras is 2,0 × 1,0 × 0,15 = 0,30 m3.
0,30 m3 polyurethaanschuim heeft een massa van 12 kg.
1,0 m3 polyurethaanschuim heeft een massa van x kg.
x=
1,0 × 12
= 40 kg m−3
0,30
De dichtheid van het polyurethaanschuim = 40 kg m−3.
C 5
a Er zitten veel OH-groepen in een cellulosemolecuul.
Tussen deze groepen en watermoleculen kunnen
H-bruggen worden gevormd.
O
b
cellulose
10.2 Van monomeer tot
polymeer
O
+ HO
R→
O
cellulose O
R + H2O
c Als alle OH-groepen in de cellulosemoleculen
veresterd zijn, is de stof hydrofoob geworden.
Er kunnen dan geen H-bruggen meer worden
gevormd tussen de cellulosemoleculen en de
watermoleculen.
A 2
a Een monomeer is de grondstof waaruit een
polymeer kan worden gemaakt.
b Een polymeer is een stof die bestaat uit hele lange
moleculen.
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch10.indd 45
A 6
a Een polyadditie is een polymerisatiereactie met
als monomeer een stof die bestaat uit kleine
moleculen waarin een dubbele binding tussen
twee C-atomen voorkomt.
Polymeren 45
06/05/14 1:08 PM
b In de monomeermoleculen komt steeds een
dubbele binding tussen twee C-atomen voor.
c Om een polyadditie op gang te brengen is een
initiator en uv-licht nodig.
d De naam van het ontstane polymeer is de naam
van het monomeer voorafgegaan door poly.
e H C CH H C CH H C CH →
CH3
CH3
CH3
CH2 CH CH2 CH CH2 CH
CH3
CH3
CH3
b H
H
H
H
H
H
C
C
C
C
C
C
→
CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3
CH
CH
CH
CH
CH
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3 CH3
CH
c n C4H8 → (C4H8)n
d polybut-2-een
B 11
HC
1
CH2
B 7
a polypent-2-een
b poly-1,2-difluorprop-1-een
c poly-2-chloorbut-2-een
2 H2C CH CH2 CH2 CH3
3 H
H
B 8
a De zwaan dient als initiator.
b De mensen achter de zwaan zijn allemaal
verschillend.
B 9
a
C
Cl
Cl
C 12
CH
CH2
a H2C
b
of
n
Cl
CH2
Cl
Cl
CH2
of
n
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
c De hoogte van het smeltpunt van een moleculaire
stof hangt af van de massa van de moleculen.
d De massa van het monomeer vinylchloride is
groter dan van het monomeer etheen. Daardoor
is de massa van een molecuul van pvc ook groter
dan de massa van een molecuul van polyetheen
en heeft pvc een hoger verwekingspunt dan
polyetheen.
B 10
a H
H
C
C
CH3 CH3
CH CH
CH2
H C CH CH CH H C CH CH CH H C CH CH CH
CH2 CH CH2 CH CH2 CH
Cl
b
C
CH2 CH
CH
CH2
CH2 CH
CH
CH2
CH2 CH
→
CH CH2
c Aan weerszijde van de dubbele bindingen
kan er een onderlinge koppeling tussen de
polymeermoleculen ontstaan.
d
CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH
CH2 CH2
CH2 CH CH CH2 CH2
CH CH
CH2
CH CH CH2 CH2 CH CH CH2
CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH2 CH2 CH
CH CH2
C 13
a Als er veel van de initiator aanwezig is, zullen er op
veel plaatsen tegelijk polymeermoleculen worden
gevormd en zullen de ketens gemiddeld korter
worden dan wanneer er minder van de initiator
aanwezig is.
b Doordat de ketens die ontstaan verschillen in
lengte is er sprake van een soort mengsel en dus
geen scherp smeltpunt.
C 14
a De dichtheid is de massa per volume-eenheid.
Naarmate de dichtheid lager is, is de massa per
cm3 kleiner, zitten er minder moleculen in een cm3
en is de onderlinge afstand groter.
46 Hoofdstuk 10
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch10.indd 46
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:08 PM
b In polyetheen met een hoge dichtheid zitten
de moleculen dicht op elkaar waardoor de
vanderwaalskrachten sterker zijn: er is meer
warmte nodig om die te verbreken.
d
O CH2 C O CH2
n
O
C
O
polyester van hydroxyethaanzuur;
polyhydroxyethaanzuur
A 15
a Een polycondensatiereactie is een reactie waarbij
kleine moleculen waarin karakteristieke groepen
voorkomen met elkaar reageren onder afsplitsen
van een klein molecuul, meestal water.
b Bij de vorming van een polyester reageren een
zuurgroep en een hydroxygroep met elkaar.
c Bij de vorming van een polyamide reageren een
zuurgroep en een aminogroep met elkaar.
d Overeenkomst: zowel bij een polyamide als
bij een polypeptide kun je de amidebinding /
peptidebinding vinden.
Verschil: bij een polyamide is er sprake van één of
twee monomeren die met elkaar reageren en bij een
polypeptide treden veel verschillende aminozuren
als monomeer op.
e R C O R
B 17
a H3C
H
ethaanamine
b H N CH2 CH2 N H
H
H
ethaan-1,2-diamine
c H3C CH2 OH
ethanol
d H O CH2 CH2 O H
ethaan-1,2-diol
O
e
H3C
N
f
C
B 18
a
B 16
H N CH2 CH2 N H HO C C OHH N CH2 CH2 N H HO C C OH
H
C
O
CH3
H
b
C C O
CH3
di-ester van ethaandizuur en methanol
O
O
H C O CH2 CH2 O C H
diester van ethaan-1,2-diol en methaanzuur
O
H2C
O
H
CH
O
CH O CH
O
H2C O CH
H O O H
O O
H
+ 4 H2O
H O O
H O CH2 CH2 O H HO C C OH H O CH2 CH2 O H HO C C OH
O O
O O
ester van methaanzuur en methanol;
methylmethanoaat
O O
b
H3C O
O O
H
N CH2 CH2 N C C N CH2 CH2 N C C
O
c
OH
O
O
ethaandizuur
H O
a H
C
OH
ethaanzuur
HO C
C
O
f
CH2 N H
O CH2 CH2 O C
C O CH2 CH2 O C C
O O
+ 4 H2O
O O
c In beide gevallen zijn copolymeren ontstaan omdat
er steeds sprake is van twee monomeren als
beginstoffen.
C 19
a 1
2
3
4
b 1
2
3
4
is ontstaan door polyadditie.
is ontstaan door polycondensatie.
is ontstaan door polycondensatie.
is ontstaan door polycondensatie.
is geen copolymeer.
is geen copolymeer.
is een copolymeer.
is geen copolymeer.
tri-ester van propaan-1,2,3-triol en methaanzuur
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch10.indd 47
Polymeren 47
06/05/14 1:08 PM
c 1 is ontstaan uit H2N CH CH2
O
2 is ontstaan uit: H2N CH2 CH2 C OH
3 is ontstaan uit: HO CH2 CH2 CH2 OH en
HO C C OH
O
O
CH3 O
4 is ontstaan uit: HO CH C OH
d 1 polyaminoetheen
2 polyamide van 3-aminopropaanzuur;
poly-3-aminopropaanzuur
3 polyester van propaan-1,3-diol en ethaandizuur
4 polyester van 2-hydroxypropaanzuur;
poly-2-hydroxypropaanzuur
10.3 Synthetische
polymeren
b Een polyamide wordt gemaakt in een
polycondensatiereactie.
c F
F
C
C
F
F
d Gore-tex wordt gemaakt in een polyadditiereactie.
e F F F F F F
C
C
C
C
C
C
F
F
F
F
F
F
C 23
a H
H
H
H
H
H
C
C
C
C
C
C
H
C
H
C
H
C
O
O
O
H
A 21
a Het materiaal verwarmen: een thermoplast wordt
zacht of vloeibaar, een thermoharder niet.
b Een thermoplast heeft lange moleculen die niet
aan elkaar zitten. In een thermoharder zijn de
polymeermoleculen via veel dwarsverbindingen
met elkaar verbonden.
c De overeenkomst in molecuulstructuur tussen
een elastomeer en een thermoharder is dat er
een netwerk van polymeermoleculen is dat via
crosslinks met elkaar is verbonden. Het verschil in
molecuulstructuur tussen een elastomeer en een
thermoharder is dat het aantal crosslinks in een
elastomeer veel kleiner is dan in een thermoharder.
d Doordat in een elastomeer de polymeermoleculen
nog enigszins gekronkeld liggen, zit er nog wat
rek in. De (weinige) crosslinks zorgen ervoor dat
de moleculen weer in hun oorspronkelijke vorm
terugveren.
B 22
a
N
C
O→
O
H
H
A 20
a Alle kunststoffen zijn synthetische polymeren.
b Plastics, polyesters en polyamiden zijn
voorbeelden van synthetische polymeren.
O
H
H
H
H
H
H
C
C
C
C
C
C
H
C
OH
C
O H
C
O
H
O
H
O
O
H
b Na+(aq) + OH−(aq)
c R–COOH(aq) + OH−(aq) → R–COO−(aq) + H2O(l)
Het is een reactie met overdracht van H+-ionen, dus
een zuur-basereactie. Het polyacrylzuur is H+-donor
(zuur) en OH− is H+-acceptor (base).
d
H
H
H
H
O
O
Na
H
H
O
+
O
H
H
A 24
a Zes stoffen die aan kunststoffen worden
toegevoegd om de eigenschappen te veranderen
zijn: weekmakers, blaasmiddelen, kleurstoffen,
vulstoffen en harders, uv-absorptiemiddelen en
vezels.
b – Door weekmakers wordt een stugge kunststof
soepeler.
– Door blaasmiddelen krijgt een kunststof een
hele kleine dichtheid.
– Kleurstoffen zorgen voor een blijvende kleuring
van de kunststof.
H O
48 Hoofdstuk 10
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch10.indd 48
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:08 PM
– Vulstoffen en harders maken een kunststof
sterker en harder.
– Uv-absorptiemiddelen zorgen ervoor dat
crosslinks en dubbele bindingen in kunststoffen
in stand kunnen blijven.
– Vezels maken kunststoffen sterker.
A 25
a Een composiet
b Een harder is een stof die ervoor zorgt dat er
dwarsverbindingen of crosslinks ontstaan tussen
de polymeermoleculen.
c Een thermoplastische kunststof verandert door
toevoegen van een harder in een thermoharder.
B 26
a Door het toevoegen van een blaasmiddel ontstaan
er tijdens de vorming van het plastic dampbellen
en daarmee een luchtige structuur: de massa per
cm3, dus de dichtheid, wordt kleiner.
b Hoe meer blaasmiddel, des te meer bellen, des te
kleiner de dichtheid.
c Door in pur crosslinks aan te brengen (door
toevoegen van een harder) ontstaat een netwerk
van polyurethaanmoleculen. Hierdoor gedraagt pur
zich als een thermoharder: het wordt niet zacht bij
verwarming.
B 27
a Vulkaniseren van rubber is het aanbrengen van
crosslinks tussen de polymeermoleculen met
behulp van zwavel: zwavelbruggen.
b Door de zwavelbruggen wordt de
molecuulstructuur van rubber minder flexibel en
gaat rubber steeds meer op een thermoharder
lijken.
c Het aantal zwavelbruggen in zeer elastisch
rubber is klein, in rubber voor autobanden is het
al wat groter en in hardrubber komen nog meer
zwavelbruggen voor.
d In 100 kg rubber zit 4 kg zwavel.
In een rubberen autoband van 20 kg zit x kg
zwavel.
x=
4 × 20
= 0,8 kg zwavel = y mol zwavel
100
Molaire massa S = 32,06 g mol−1
y=
0,8·103 × 1,000
= 2 ∙ 101 mol S
32,06
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch10.indd 49
Van de atoomsoort S is 2 ∙ 101 mol in deze autoband
aanwezig.
e Het bros worden van autobanden is een
endotherme (ontledings)reactie. Er zijn uv-stralen
van de zon voor nodig.
f Door een uv-absorptiemiddel wordt (een deel van)
uv-licht omgezet in warmte. Hierdoor verloopt het
ontledingsproces minder snel.
C 28
a Polypropeen kun je weergeven als (C3H6)n, n = 800.
Mr = 800 × ((3 × 12,01) + (6 × 1,008)) = 800 × 42,08
= 3,366 ∙ 104 u
b 1,0 u komt overeen met 1,7 ∙ 10−27 kg = 1,7 ∙ 10−24 g.
De massa van één molecuul is: 3,366 ∙ 104 u ×
1,7 ∙ 10−24 g u−1 = 5,7 ∙ 10−20 g.
c 0,5 g polypropeen komt overeen met x
polypropeenmoleculen.
x=
1 × 0,5
= 9 ∙ 1018 polypropeenmoleculen
5,7·10−20
C 29
a De moleculen van deze stof dringen zich tussen de
moleculen van de kunststof. De onderlinge afstand
tussen de polymeermoleculen wordt dan groter.
De samenhang tussen de polymeermoleculen
wordt dus kleiner. De kunststof wordt daardoor
soepeler.
b In 100 g kunststof zit 28 g DOP.
De kunststoffles heeft een massa van 50 g. Hierin
zit dus 14 g DOP.
c 1,0 L zonnebloemolie heeft een massa van 0,92 kg.
In 0,92 kg zonnebloemolie mag maximaal x mg
DOP aanwezig zijn.
x=
0,92 × 40
= 37 mg DOP
1,0
d In de fles zit 14 g DOP = 100% Daarvan mag
37 × 10−3 g DOP = y% overgaan in de olie.
y=
37·10−3 × 100
= 0,26%
14
A 30
a Spuitgieten en extruderen zijn twee technieken
waarmee thermoplastische kunststoffen worden
verwerkt.
b De thermoplastkorrels worden eerst verwarmd tot
ze zacht of vloeibaar zijn.
Polymeren 49
06/05/14 1:08 PM
A 31
3
a De monomeren van de gewenste stof worden
direct in de gewenste mal gebracht, vaak in
aanwezigheid van een harder. Daarna wordt de
mal verhit waarbij de polymerisatie en het vormen
van de crosslinks plaatsvindt.
b Thermoharders worden niet zacht als je ze
verwarmt.
B 32
a Het verwekingspunt is de temperatuur waarbij een
thermoplastische kunststof zacht wordt.
b Als het verwekingspunt erg laag ligt zijn de
bindingen tussen de moleculen niet sterk. De kans
bestaat dat de moleculen elkaar helemaal loslaten
en de stof gaat smelten.
c Hoe groter de massa van de
thermoplastmoleculen, des te sterker de
vanderwaalskrachten tussen de moleculen en des
te hoger het verwekingspunt.
4 HO CH2 CH2 OH en HO C C OH
O O
A 34
a Er ontstaat veel zwerfafval: op land en op/in de
zee. Bij verbranding komen schadelijke stoffen vrij.
b Plastics recyclen en bioplastics gebruiken.
c Bioplastics zijn kunststoffen die biologisch
afbreekbaar zijn.
B 35
a Zie figuur 10.1.
b Pvc: kozijnen, buizen, flessen (voor chemicaliën,
lijm, …)
Polypropeen: bumpers, interieurpanelen en
dergelijke voor auto’s; industriële vezels
Lagedichtheidpolyetheen: plastic zakken, emmers,
dispenserflessen voor zeep, plastic tubes
C 33
a Een thermoplast bestaat uit ketenmoleculen die
onderling niet verbonden zijn via atoombindingen.
Een thermoharder is een netwerkmolecuul.
De moleculen bij 1, 2 en 4 zijn afkomstig van
een thermoplast, 3 is een molecuul van een
thermoharder.
b Molecuul 2 bevat OH-groepen en kan dus
H-bruggen vormen met andere moleculen. Deze
stof zal het hoogste verwekingspunt hebben.
c 1 Polyadditie: er zijn eenheden van steeds twee
C-atomen herkenbaar; er was in het monomeer
een dubbele binding tussen de twee C-atomen.
2 Polyadditie: zie bij 1.
3 Stof 3 kan ontstaan zijn door polycondensatie
van stof 2.
4 Polycondensatie: er is een estergroep
herkenbaar.
d De stoffen 1, 2 en 3 zijn geen copolymeer: ze
zijn ontstaan uit één monomeer. Stof 4 is een
copolymeer omdat deze stof ontstaat uit twee
verschillende monomeren.
e 1 H2C CH
C2H5
2 H2C
CH
OH
50 Hoofdstuk 10
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch10.indd 50
03
04
05
PVC
PE-LD
PP
a
b
c
10.1
10.4 Natuurlijke polymeren
A 36
a
O
H
C
N
b De monomeren waaruit polypeptiden worden
gemaakt zijn aminozuren.
c De primaire structuur van een eiwit is de volgorde
van de aminozuren in een polypeptidemolecuul.
d De ruimtelijke structuur (secundaire,
tertiaire en quaternaire structuren) komt
voornamelijk tot stand door de vorming van
H-bruggen en S-bruggen binnen en tussen de
polypeptidemoleculen.
e Eiwitten kunnen structuureiwitten zijn: bouwstoffen.
Eiwitten kunnen enzymen of biokatalysatoren zijn.
Eiwitten spelen een rol bij de energievoorziening en
het vervoer van stoffen in je lichaam.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:08 PM
f
De werking van een enzym is specifiek. Voor
elke reactie in je lichaam is een enzym nodig. Er
verlopen veel reacties, daarom zijn er ook heel veel
verschillende enzymen nodig.
g De term ’pH-optimum’ van een enzym’ staat voor
de pH waarbij het enzym optimaal werkt.
B 40
a De dichtheid van melk = 1,03 ∙ 103 kg m−3.
1,00 L melk heeft een massa van 1,03 kg.
In 1,03 ∙ 103 g melk zit 25 g caseïne. In 100 g melk
zit x g caseïne.
x=
B 37
O
H2N CH2
C OH
Het massapercentage caseïne in melk is 2,4%.
b 5 ∙ 109 L melk heeft een massa van 5 ∙ 109 × 1,03 kg
= 5,15 ∙ 109 kg
In 100 kg melk zit 2,4 kg caseïne.
In 5,15 ∙ 109 kg melk zit y kg caseïne.
glycine, Gly
CH3
CH2
H3C CH O
H2N CH C
OH
y=
isoleucine, Ile
CH3
H3C CH
H2N
C OH valine, Val
B 41
B 38
a Er is kennelijk een klein verschil in de volgorde van
de aminozuren in het rhodopsine van mens en uil.
b
SH
CH2 O
O
H2N CH2 C OH + H2N CH
C OH +
a In 1,0 liter thioglycolzuuroplossing is 1,0 mol
thioglycolzuur opgelost.
In 90 x 10−3 L thioglycolzuuroplossing is x mol
thioglycolzuur opgelost.
CH2 O
C OH →
CH
O
NH CH2 C N
SH
OH
CH2 O
CH2
CH
H
C
N CH
O
C
x=
+ 3 H2O
H
B 39
a Een faseverandering kun je terugdraaien.
b Bij denatureren verandert de ruimtelijke structuur
(secundaire, tertiaire en quaternaire) van het
eiwit. Daarbij worden H-bruggen en S-bruggen
verbroken.
c Het temperatuuroptimum van deze enzymen is bij
lichaamstemperatuur, dus ongeveer 37 °C.
d Bij een temperatuur boven 42 °C denatureert
het eiwitgedeelte van een enzym. De ruimtelijke
structuur gaat dus verloren.
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch10.indd 51
a Essentiële aminozuren zijn aminozuren die het
lichaam niet zelf kan maken, maar die wel nodig
zijn om eiwitten te produceren. Ze moeten dus in
je voeding voorkomen.
b Val, Leu, Ile, Thr, Met, Phe, Trp, His, Lys
c Valine, Leucine, Isoleucine, Threonine
C 42
OH
H2N
2,4 × 5,15·109
= 1 ∙ 108 kg caseïne
100
Uit 5 miljard liter melk kun je 1 ∙ 108 kg caseïne
winnen.
O
CH
100 × 25
= 2,4 g caseïne
1,03 × 103
1,0 × 90·10−3
= 9,0 ∙ 10−2 mol glycolzuur
1,0
b Uit de reactievergelijking lees je af dat voor het
verbreken van 1,0 mol zwavelbruggen 2,0 mol
glycolzuur nodig is. De molverhouding = 1 : 2
c Door 9,0 ∙ 10−2 mol glycolzuur worden y mol
S-bruggen verbroken.
y=
1,0 × 9,0·10−2
= 4,5 ∙ 10−2 mol S-bruggen
2
d Uit de reactievergelijking lees je af dat de
molverhouding S2O82− : S-bruggen = 1 : 1
Om 4,5 ∙ 10−2 mol S-bruggen te vormen is dus
4,5 ∙ 10−2 mol S2O82−-ionen nodig.
Polymeren 51
06/05/14 1:08 PM
e In 1,0 liter basische oplossing zit 0,1 mol S2O82−.
4,5 ∙ 10−2 mol S2O82−-ionen zit in z L basische
oplossing.
C 46
a
H C
C
H
C OH
HO C
OH
1,0 × 4,5·10−2
= 5 ∙ 10−1 liter = 5 ∙ 102 mL
0,1
basische oplossing
z=
H
H C
OH
H
O
H2 C
H
A 43
a Glucose en fructose zijn monosachariden; lactose
en sacharose zijn disachariden; cellulose en
zetmeel (= amylose) zijn polysachariden.
b Bij fotosynthese ontstaat glucose in groene
planten. Vergelijking:
6 CO2(g) + 6 H2O(l) → C6H12O6(aq) + 6 O2(g)
c Zetmeel kan in je lichaam worden afgebroken
tot glucose en dat is bestemd voor je
energievoorziening.
d Glycogeen is een soort energiebuffer in je lichaam.
e Cellulose is de bouwstof van celwanden van
planten en bomen.
B 44
a – De bieten worden gewassen en in stukjes
gesneden.
– Ze worden met water gekookt waardoor de
suiker wordt geëxtraheerd.
– Dan volgt filtratie waarbij het filtraat suikerwater
is.
– Het filtraat wordt ingedampt.
b Bij het koken en het indampen
c De suikermoleculen zijn kleiner en hebben veel
OH-groepen, zodat er veel H-bruggen kunnen
worden gevormd met watermoleculen. In zetmeel
zijn de suikereenheden aan elkaar gekoppeld
(polycondensatie) en daardoor zijn er minder
mogelijkheden over om H-bruggen te vormen.
B 45
OH CH
C H C
HO
OH
C OH
HO C
H
+ H2O →
O
C H
C
C
H
C
OH
H
OH
OH
OH
C
H
O H
H
C
OH
H2 C
O
C
C H
OH
OH
OHC
C H2 C
OH
H
CH
OH
O
b
H3C
CH
C OH
OH
C6H12O6(aq) → 2 C3H6O3(aq)
Een stof die uit ionen bestaat heet een zout.
Ca2+, PO43−, CO32−
PO43−(aq) + 3 C3H6O3(aq) →
H3PO4(aq) + 3 C3H5O3−(aq)
2−
CO3 (aq) + 2 C3H6O3(aq) →
H2CO3(aq) + 2 C3H5O3−(aq) →
H2O(l) + CO2 + 2 C3H5O3−(aq)
g De reacties uit onderdeel f zijn zuur-basereacties:
reacties met H+-overdracht. Melkzuur is een zuur:
er is een COOH-groep die een H+ kan afstaan.
H+-ionen worden overgedragen op de fosfaationen
en carbonaationen. Dat zijn namelijk basen: ze
kunnen H+-ionen opnemen.
h Sorbitol is geen zuur en er wordt in je mond ook geen
zuur uit gevormd. Er kan dus geen zuur-basereactie
plaatsvinden met de ionen uit het tandglazuur.
c
d
e
f
10.5 Je lichaam is een
reactievat
a 18 kg zetmeel zit in 100 kg aardappelen.
7,0 ∙ 103 kg zetmeel zit in x kg aardappelen.
100 × 7,0·103
= 3,9 ∙ 104 kg aardappelen
x=
18
b (C6H10O5)n + n H2O → n C6H12O6
c Volgens de wet van behoud van massa is de totale
massa van zetmeel + water gelijk aan die van
glucose. Er zal dus in theorie meer dan 7,0 ∙ 103 kg
glucose kunnen ontstaan.
52 Hoofdstuk 10
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch10.indd 52
A 47
a Eiwitten, vetten, koolhydraten, mineralen,
vitamines en water
b Eiwittten worden afgebroken tot aminozuren. Hieruit
maakt je lichaam eigen eiwitten die onder andere
dienst doen als structuureiwitten of als enzymen.
Vetten worden afgebroken tot glycerol en vetzuren.
De vetzuren worden onder andere gebruikt voor de
bouw van lichaamscellen.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:08 PM
Koolhydraten worden afgebroken tot glucose. Dat
zorgt voor de energievoorziening in je lichaam.
Mineralen worden onder andere ingebouwd in
enzymen.
Vitamines versterken onder andere de werking van
sommige enzymen.
Water is nodig voor de hydrolysereacties in je
lichaam en voor het transport van stoffen.
c Essentiële vetzuren zijn vetzuren die in je voedsel
voor moeten komen omdat je lichaam ze niet zelf
kan maken, maar ze wel nodig heeft.
d Sporenelementen zijn de atoomsoorten die je
in heel kleine hoeveelheden nodig hebt, onder
andere voor het vormen van enzymen.
b Een pakje margarine bevat 250 × 20 = 5,0 ∙ 103 IE
vitamine A = 1,5 mg vitamine A.
1,0 IE vitamine A = x mg vitamine A
x=
1,0 × 1,5
= 3,0 ∙ 10−4 mg vitamine A
5,0·103
B 51
H
a
H
H
C
H- - - O
B 49
a In een onverzadigd vetzuur komen één of meer
dubbele bindingen voor tussen twee C-atomen.
b Met behulp van broomwater. Broom addeert aan
de dubbele binding(en) waardoor de bruine kleur
verdwijnt.
c
O
H2C O
C
C17H31
C
C17H31 + 3 H2O
C
H2C
H2N
CH2
C
N
CH
C
N
H
CH
+ 2 H2O →
C O
H
CH3
OH
O
OH + 3 HO
C
CH3
CH2
O
C17H31
OH
a Moleculen vitamine A zijn hydrofoob, vet is ook
hydrofoob. Vitamine A en vet mengen daardoor
goed.
Moleculen vitamine C zijn hydrofiel. Ten gevolge
van het grote aantal –OH-groepen kunnen ze
H-bruggen vormen met watermoleculen. Vitamine
C lost goed op in water.
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch10.indd 53
N
H
a De crosslinks in insuline zijn zwavelbruggen.
CH3
b
lipase
B 50
© Noordhoff Uitgevers bv
C
C 52
C17H31
HC
H- - - N
H
H
H2C
H- - -N
H
H
O
H
CH3
CH2
H3C CH O
O H3C CH O
O
O
C
H
b Het is een molecuulrooster.
c Ureum: CH4N2O. Mr = 12,01 + (4 × 1,008) +
(2 × 14,01) + 16,00 = 60,06 u
Azijnzuur: C2H4O2. Mr = (2 × 12,01) + (4 × 1,008) +
(2 × 16,00) = 60,05 u
d In ureum kunnen per molecuul meer H-bruggen
worden gevormd dan in azijnzuur. Hierdoor zijn er
sterkere bindingen tussen de ureummoleculen en
heeft ureum dus een hoger smeltpunt.
O
O
N
H
H- - - O
H
a Cellulose kan in je spijsverteringsstelsel niet
worden verteerd.
b Er worden dan onvoldoende voedingsstoffen uit je
voeding omgezet (in monomeren) en via de wand
van de dunne darm in het bloed opgenomen.
H2C
H
O- - - H
B 48
HC
N
O
N
O
H2N CH2 C OH
H3C CH
H3C CH O
+ H2N
CH C
OH
+ H2N
CH
O
C O
A 53
a De schijf van vijf is een hulpmiddel om tot een
verstandige keuze van voedingsmiddelen te
komen. Elke dag moet je uit alle vijf de vakken
voedingsmiddelen eten en ook nog in de juiste
verhouding. Daarbij moet je de vijf regels in acht
nemen.
b De energie (kcal en kJoule) en de hoeveelheid
water, eiwitten, vet (verzadigd en onverzadigd),
cholesterol, koolhydraten, suikers, vitamines en
mineralen per 100 g voedingmiddel.
Polymeren 53
06/05/14 1:08 PM
B 54
a BMI staat voor Body Mass Index.
b Body Mass Index =
lichaamsgewicht (in kg)
(lichaamslengte)2 (in meter)
C 55
a Zie de volgende tabel.
eiwitten g
vetten g
koolhydraten g
250 g bruin brood
2,5 × 7,0 = 17,5
2,5 × 3,7 = 9,3
2,5 × 45,6 = 114,0
40 g margarine
0,40 × 0 = 0
0,40 × 80 = 32,0
0,40 × 1 = 0,4
40 g Goudse kaas 48+
0,40 × 25,5 = 10,2
0,40 × 32,5 = 13,0
0,40 × 0 = 0
50 g leverworst
0,50 × 18,8 = 9,4
0,50 × 25,2 = 12,6
0,50 × 1,8 = 0,9
50 g honing
0,50 × 0,4 = 0,2
0,50 × 0 = 0
0,50 × 75,5 = 37,8
250 g volle melk
2,5 × 3,7 = 9,3
2,5 × 3,4 = 8,5
2,5 × 4,3 = 10,8
totaal
46,6
75,4
163,9
C 56
b Zie de volgende tabel.
energie
250 g bruin brood
2,5 × 1076 = 2690 kJ
40 g margarine
0,40 × 2977 = 1191 kJ
40 g Goudse kaas 48+
0,40 × 1636 = 654 kJ
50 g leverworst
0,50 × 1282 = 641 kJ
50 g honing
0,50 × 1290 = 645 kJ
250 g volle melk
2,5 × 261 = 653 kJ
totaal
6,5 ∙ 103 kJ
c De gemiddelde dagelijkse energiebehoefte is
9,60 ∙ 103 kJ tot 1,34 ∙ 104 kJ.
9,6 ∙ 103 = 100%
6,5 ∙ 103 = x%
x=
6,5·103 × 100
= 68%
9,6·103
1,34 ∙ 104 = 100%
6,5 ∙ 103 = y%
6,5·103 × 100
= 50%
y=
1,3·104
De maaltijd levert dus 50% tot 68% van de
dagelijkse energiebehoefte.
d Voor een man kost joggen 675 kJ per uur.
Hij moet om deze energie te gebruiken dus
6,5·103
= 9,6 uur joggen.
675
e Deze maaltijd bevat vitamine: A, B1, B2, B6, B11,
B12, C en D.
f Deze maaltijd bevat de mineralen: natrium, kalium,
calcium, fosfor, ijzer, magnesium, koper, zink.
54 Hoofdstuk 10
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch10.indd 54
a De bevolking zal toenemen. De welvaart neemt toe
zodat steeds meer mensen vlees kunnen betalen.
b De term entomofagie betekent het eten van
insecten.
c Essentiële aminozuren zijn aminozuren die in je
voedsel moeten zitten omdat je lichaam ze niet
kan aanmaken, maar ze wel nodig heeft.
d Aminozuren kunnen door hydrolyse worden
vrijgemaakt uit de insecteneiwitten.
e In je lichaam worden uit de vrijgekomen
aminozuren lichaamseigen eiwitten gemaakt.
f Linolzuur is een onverzadigd vetzuur. Op twee
plaatsen komt een dubbele binding tussen twee
C-atomen voor (Binas tabel 67G).
g
O
H2C O
C
C17H33
O
HC
O
C
C17H33
O
H2C
O
C
C17H33
h IJzer is belangrijk voor het vormen van
hemoglobine en calcium is nodig voor het
geraamte en het gebit.
i Het eiwitgehalte van rosbief is 28,3 gram per
100 gram, dus 28,3%
j In 100 gram rosbief zit 28,3 g eiwit.
In 100 gram insecten zit 60 g eiwit.
In x g insecten zit 28,3 g eiwit.
x=
28,3 × 100
= 47 g insecten
60
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:08 PM
k Koudbloedige dieren nemen de temperatuur van
hun omgeving aan en hebben geen energie (dus
voer) nodig om hun lichaamstemperatuur op peil
te houden zoals zoogdieren.
l Voorbeelden van juiste antwoorden zijn:
– Er is minder ruimte nodig om insecten te
kweken.
– Er is minder uitstoot van broeikasgassen.
– Minder verzuring als gevolg van de productie
van mest.
– Er is minder voer nodig omdat ze koudbloedig
zijn.
m Antibiotica, om ziektes onder het vee te
voorkomen / genezen.
Groeistoffen om dieren sneller te laten groeien, en
dus sneller te kunnen slachten.
n Cochenille, carmijnzuur, carmijn: afkomstig van de
schildluis
o Het is een rode kleurstof (wordt ook gebruikt
in cosmetica), die voorkomt in rode yoghurt en
sommige rode vruchtensappen.
10.6 Afsluiting
Molverhouding NaCl : Na+ : Cl− = 1 : 1 : 1
In 6,8 ∙ 10−2 mol NaCl zit 6,8 ∙ 10−2 mol Na+ en
6,8 ∙ 10−2 mol Cl−.
De som van het aantal mol Na+- en Cl−-ionen in
4,0 g NaCl = 6,8 ∙ 10−2 × 2 = 1,4 ∙ 10−1 mol.
De suikerconcentratie moet zijn:
0,29 − 0,14 = 0,15 mol L−1.
0,15 mol C12H22O11 = y g C12H22O11
Molaire massa C12H22O11 = 342,3 g mol−1
f
y=
0,15 × 342,3
= 51 g C12H22O11
1,000
Anna moet 51 g C12H22O11 oplossen in een liter
oplossing waarin ook 4 g NaCl zit.
2
a Molverhouding HCl : H+ = 1 : 1
[H+] = 0,17 mol L−1
pH = −log 0,17 = 0,77
b Een enzym is een (bio)katalysator en wordt dus
niet verbruikt.
c HCO3− + H+ → H2CO3 → H2O + CO2
d HN
NH2
C
NH
CH2
1
H2C
a De moleculen van de suikers bevatten OHgroepen die waterstofbruggen vormen met
watermoleculen.
H2C OH
H2C OH
b
H2C OH
C
C
O
C
C
OH
CH
C
O
C
O
O
C
C
C
OH
C
C
C
C
OH
OH
C
OH
CH
C
OH
+
2
C
OH
OH
C
CH
C
N
CH
HN
C
C ~ + H2O →
NH2
NH
CH2
O
H2C
C
C
OH
H
OH
~N
(×1)
(×2)
+
2 C6H8O6 + O2 → 2 C6H6O6 + 2 H2O
d K+
e 4,0 g NaCl = x mol NaCl
Molaire massa van NaCl = 58,44 g mol−1
x=
CH3 O
+ 2 H2O →
C
c O2 + 4 H + 4 e → 2 H2O
C6H8O6 → C6H6O6 + 2 H+ + 2 e−
−
H
H2C OH
O
OH
+
O
OH
C
C
CH2
OH
H2C OH
O
~N
O
OH
O
C
H
CH2
O
CH
C
OH + H
H
CH3
O
N
CH
C~
e Een pH van (ongeveer) 8 houdt in dat er OH−
aanwezig is. Er vindt een zuur-basereactie plaats
tussen leucine en OH− waarbij de zuurgroep
van leucine een H+ overdraagt op OH−. De
reactieproducten zijn H2O en het zuurrestion van
leucine: tekening 3.
4,0 × 1,000
= 6,8 ∙ 10−2 mol NaCl
58,44
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch10.indd 55
Polymeren 55
06/05/14 1:08 PM
3
a
H
H
H
H
H
H
~C
C
C
C
C
C~
CH3 H
CH3 H
CH3 H
b Het is een vanderwaalsbinding / molecuulbinding.
c Elke monomeereenheid bevat acht C-atomen.
Daaruit ontstaan bij volledige verbranding acht
moleculen CO2.
d De massa van 50 bekertjes = 50 × 2,8 = 140 g =
x mol monomeereenheden.
56 Hoofdstuk 10
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch10.indd 56
De molaire massa van een monomeereenheid =
104,1 g mol−1.
x=
140 × 1,000
= 1,34 mol monomeereenheden.
104,1
Die leveren 8 × 1,34 = 10,8 mol CO2.
10,8 mol CO2 = 10,8 × 24,5 dm3 CO2 =
2,6 ∙ 102 dm3 CO2
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:08 PM
11 Duurzaam produceren
11.1 Ketenanalyse
B 1
a (Gefractioneerde) destillatie
b Tijdens een destillatie vindt eerst verdamping
plaats, dat is een endotherm proces. Daarna
vindt condensatie plaats, dat is een exotherm
proces. Als tijdens de destillatie geen warmte
verloren zou gaan (door afgifte aan de omgeving),
zou het netto-effect dus niet exotherm en niet
endotherm zijn, maar energieneutraal. Maar er
treedt warmteverlies op in de destillatiekolommen,
zodat niet alle toegevoerde energie kan worden
teruggewonnen. Hierdoor is dit een endotherm
proces.
c Asfalt wordt gemaakt uit het residu dat na de
destillatie overblijft.
d Er is voor de destillatie energie nodig en om die
energie op te wekken wordt brandstof gebruikt
waarbij CO2 wordt uitgestoten.
e CO2 draagt bij aan het broeikaseffect.
f De effecten van de hele levenscyclus van
een product of proces op het milieu worden
beschreven bij een ketenanalyse.
g Het transport zal in het algemeen plaatsvinden
met voertuigen die fossiele brandstof gebruiken
waarbij als verbrandingsproduct CO2 ontstaat.
h Als de gebruikte voertuigen elektrische energie
zouden gebruiken wordt de CO2-uitstoot
teruggedrongen.
11.2 Groene productie
c Bij downcycling van afval komt het product terug
met een lagere kwaliteit dan het oorspronkelijk
had. Bij upcycling hebben de afvalproducten na
recycling evenveel waarde als daarvoor en soms
zelfs meer.
d Groene chemie berust op twaalf regels om
productieprocessen zo duurzaam mogelijk te laten
verlopen.
B 3
Cradle to Cradle is een filosofie die berust op het
ontwerpen van duurzame producten waarbij materiaalkringlopen centraal staan.
B 4
a Er wordt jaarlijks 3,0 ∙ 1010 kg textiel geverfd.
Hiervoor is nodig: 100 × 3,0 ∙ 1010 = 3,0 ∙ 1012 L
water tot 150 × 3,0 ∙ 1010 = 4,5 ∙ 1012 L water.
b Bij verhogen van de druk komen de moleculen
van een gas dichter bij elkaar. Als ze dicht genoeg
bij elkaar komen, gaan de moleculen elkaar
aantrekken en bindingen vormen. Er ontstaat een
vloeistof.
c Gebruik van CO2 is een vorm van upcycling omdat
de textiel kan worden geverfd, waardoor het een
beter product wordt. Hierbij wordt geen afvalwater
geproduceerd en de gebruikte CO2 kan voor 95%
worden hergebruikt.
d Regel 1, want afvalwater wordt voorkomen.
Regel 3, want er komt geen afvalwater in het milieu.
Regel 5, want het oplosmiddel is CO2 en dat is niet
giftig.
Regel 6, want er is minder energie nodig
Regel 7, want de CO2 kan voor 95% worden hergebruikt.
e Drydye kost 0,11 kW, dit is
A 2
a Een product of productieproces is duurzaam als
het nu en in de toekomst geen schade toebrengt
aan de aarde, het milieu of aan andere mensen.
b Meer welzijn voor de medewerkers (People),
minder belasting voor het milieu (Planet) en meer
winst maken (Profit).
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 57
0,11
× 100% = 28%
0,40
van de 0,40 kW die het ‘oude’ procedé kostte. Dat
levert dus een besparing op van 100 − 28 = 72%.
Duurzaam produceren 57
06/05/14 1:09 PM
B 5
1 Het proces dat nodig is om uit verse melk eerst
melkpoeder te maken wordt overbodig. Dat levert
een besparing op in energiekosten (regel 6).
2 De ruimte in de voertuigen die voor het vervoer
zorgen wordt efficiënter gebruikt. Hierdoor is er een
besparing op de transportkosten (energie, regel 6).
3 Het ontstaan van afval wordt verminderd (regel 1),
doordat het slachtafval wordt hergebruikt.
OH
CH CH
HO
b Dieren kun je fokken en koolzaad kan snel groeien:
je kunt de voorraad dus voortdurend aanvullen.
Aardolie ontstaat pas na hele lange tijd onder
extreme temperatuur en druk. Doordat het sneller
wordt gebruikt dan het kan ontstaan is het niet
duurzaam.
c Een vetzuur is een carbonzuur met een lange
staart van C-atomen naast de carbonzuurgroep.
d Een vast vet is een ester van glycerol en
verzadigde vetzuren, een olie is een ester van
glycerol en (gedeeltelijk) onverzadigde vetzuren.
e
O
O
H2C O
C
C 7H35
H2C O
O
C
C 5H3 of HC
O
O
C
C 5H 3
C
C 5H 3
O
O
H2C
C
O
O
HC
massa gewenste product (theoretisch)
× 100%.
massa beginstof(fen)
d Het rendement is het percentage van de maximaal
theoretisch mogelijke opbrengst die in de praktijk
wordt gehaald.
Rendement van een reactie =
C 6
a H3C
– je afvalstoffen niet giftig zijn of belastend voor
het milieu.
c De atoomeconomie is het percentage van de
massa van de beginstoffen dat terechtkomt in het
reactieproduct.
Atoomeconomie gewenste product =
C 7H35
H2C
O
C
C 7H35
(De plaatsing van de vetzuren mag ook anders.)
CO2 is een gas dat bijdraagt aan het
broeikaseffect. Beperking van de uitstoot is goed
voor het milieu.
g Regel 1, 3, 4, 7
f
A 7
a Een synthese is een productieproces dat meestal
in een aantal stappen verloopt.
b Een synthese is duurzaam als:
– zoveel mogelijk atomen uit de beginstoffen in
het gewenste reactieproduct terechtkomen,
zodat je zo min mogelijk afval hebt;
– zo min mogelijk energie wordt gebruikt en dan
bij voorkeur nog uit duurzame bronnen;
– je zoveel mogelijk gebruikmaakt van duurzame
grondstoffen en je afval hergebruikt;
58 Hoofdstuk 11
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 58
massa gewenst product (praktijk)
× 100%.
massa gewenst product (theoretisch)
e De E-factor (E = Environmental) brengt de
atoomeconomie van een reactie in verband met
het rendement van die reactie.
E=
massa beginstoffen − massa gewenst product (praktijk)
massa gewenst product (praktijk)
f
Nee, de atoomeconomie is een theoretisch
begrip dat voor elke reactie een vast percentage
oplevert. De berekening is gebaseerd op de
reactievergelijking en gaat ervan uit dat een reactie
voor 100% verloopt.
g Ja, de praktische opbrengst bepaal je
experimenteel. Die opbrengst hangt af van
reactieomstandigheden (hoge druk en/
of temperatuur). De keuze voor bepaalde
reactieomstandigheden hangt af van de afweging
tussen rendement en bijvoorbeeld de kosten van
de benodigde energie.
A 8
a De reactie met de hoogste atoomeconomie voor
het gewenste reactieproduct levert het minste
afval en is dus het groenst.
b Hoe groter het rendement van de reactie, des
te kleiner is de waarde van de E-factor. Als het
rendement 100% is en er geen bijproducten
ontstaan, is de E-factor 0. Dan is er geen afval.
c Elke stof heeft zijn eigen vervuilingscoëfficiënt.
Water heeft vervuilingscoëfficiënt 0. Hoe giftiger
een stof, des te groter is de vervuilingscoëfficiënt.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:09 PM
B 9
a N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g)
Molverhouding: 1 : 3 : 2
Massaverhouding: 28,02 : 6,048 : 34,06
Atoomeconomie ammoniak =
34,06
× 100% = 100%
28,02 + 6,048
De totale massa van de beginstoffen is 28,02 +
6,048 = 34,06 u.
De massa van het reactieproduct is: 34,06 u.
Er is voldaan aan de wet van Lavoisier.
b 65% van de theoretische opbrengst = 0,65 × 34,06 =
22,14 u
E=
34,06 − 22,14
= 0,54
22,14
c Als het rendement van de reactie hoger wordt,
wordt de teller van de breuk kleiner en de noemer
groter. De waarde van de breuk neemt dan af: de
E-factor wordt kleiner.
B 10
a CO(g) + 2 H2(g) → CH3OH(l)
b Molverhouding: CO : CH3OH = 1 : 1
Massaverhouding: CO : CH3OH = 28,01 : 32,04 =
1,0 : x
De theoretische opbrengst bij gebruik van 1,0 kg
CO = x =
1,0 × 32,04
= 1,14 kg.
28,01
De praktische opbrengst is 0,80 kg.
Het rendement van deze reactie =
0,80
× 100% = 70%.
1,14
1,14 − 0,80
c E=
= 0,43
0,80
B 11
a De reactie van chloor met etheen heet een
additiereactie.
b Cl2(g) + C2H4(g) → C2H4Cl2(l)
c Het type reactie waarin chloor reageert met ethaan
onder invloed van licht heet een substitutiereactie.
d Cl2(g) + C2H6(g) → C2H5Cl(l) + HCl(g)
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 59
e Vorming dichloorethaan:
Molverhouding: 1 : 1 : 1
Massaverhouding: 70,90 : 28,05 : 98,95
Atoomeconomie dichloorethaan:
98,95
× 100,0% = 100,0%
70,90 + 28,05
Vorming monochloorethaan:
Molverhouding: 1 : 1 : 1 : 1
Massaverhouding: 70,90 : 30,07 : 64,51 : 36,46
Atoomeconomie van monochloorethaan:
64,51
× 100,0% = 63,89%
70,90 + 30,07
De vorming van dichloorethaan heeft de grootste
atoomeconomie en is dus het groenst.
B 12
a Vorming uit methylsalicylaat uit de bladeren van
de wintergroenplant is duurzamer. De aardolie
zal immers opraken, maar de plant kan opnieuw
groeien en daardoor telkens nieuwe bladeren
leveren.
O
b
C
O
CH2
CH3
OH
B 13
a 6 H2O(l) + 6 CO2(g) → 6 O2(g) + C6H12O6(aq)
b Vorming zuurstof door planten:
Molverhouding: 6 : 6 : 6 : 1
Massaverhouding: 108,1 : 264,1 : 192,0 : 180,16
Atoomeconomie zuurstof:
192,0
× 100,0% = 51,59%
108,1 + 264,1
c 2 KClO3(s) → 2 KCl(s) + 3 O2(g)
d Vorming zuurstof uit kaliumchloraat:
Molverhouding: 2 : 2 : 3
Massaverhouding: 245,1 : 149,1 : 96,00
Atoomeconomie zuurstof:
96,00
× 100,0% = 39,17%
245,1
Duurzaam produceren 59
06/05/14 1:09 PM
e E-factor =
massa beginstoffen − massa gewenst product
massa gewenst product
Voor de vorming van zuurstof door groene planten
levert dit op:
108,1 + 264,1 − 192,0
= 0,9385
192,0
Voor de vorming van zuurstof uit kaliumchloraat
vind je:
245,1 − 96,00
= 1,5531
96,00
f
De E-factor is het meest gunstig voor de
vorming van zuurstof door groene planten.
Bovendien kunnen die planten steeds zuurstof
blijven produceren! De vorming van zuurstof
uit kaliumchloraat is minder duurzaam: het
kaliumchloraat raakt op.
C 14
a Ca5(PO4)3F
b Ca(H2PO4)2 calciumdiwaterstoffosfaat
c In een zak superfosfaat van 10 kg zit 2,0 kg P2O5 =
2,0 ∙ 103 g P2O5 = x mol P2O5.
De molaire massa van P2O5 = 141,94 g mol−1.
1,000 × 2,0·103
= 14,09 mol P2O5
x=
141,94
De molverhouding P2O5 : P = 1 : 2.
Er is dus 2 × 14,09 = 28,18 mol P = y g P.
De molaire massa van P = 30,97 g mol−1.
y=
28,18 × 30,97
g = 872,7 g P = 0,8727 kg P
1,000
In 10 kg superfosfaat zit 0,87 kg P.
d De molverhouding P: Ca(H2PO4)2 = 2 : 1.
28,18 mol P komt overeen met 14,09 mol
Ca(H2PO4)2 = x g Ca(H2PO4)2.
De molaire massa van monocalciumfosfaat,
Ca(H2PO4)2 = 234,05 g mol−1.
14,09 × 234,05
= 3297,8 g = 3,3 kg
x=
1,000
monocalciumfosfaat
e Ca(H2PO4)2(s) → Ca2+(aq) + 2 H2PO4−(aq)
f Het fosfaat uit zeewater wordt gebonden in eiwit,
maar als het eiwit weer wordt afgebroken komt
het fosfaat weer vrij en kan in de fosfaatkringloop
worden opgenomen.
60 Hoofdstuk 11
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 60
g De teelt van zeewieren als bron van eiwitten is een
duurzaam proces doordat fosfor op deze manier
telkens kan worden hergebruikt. Zeewier zal
telkens opnieuw groeien, dus het vormt een bron
van eiwit die niet uitgeput raakt.
11.3 Blokschema’s en
energiebalansen
A 15
a Bedrijven die relatief kleine hoeveelheden
van een stof maken houden zich bezig met
fijnchemie: bijvoorbeeld de farmaceutische
industrie. Bedrijven die enorme hoeveelheden
van één product maken houden zich bezig met
bulkchemie: bijvoorbeeld de hoogovens.
b Bij een batchproces wordt een afgeronde
hoeveelheid van een product gemaakt. Bij een
continuproces worden grote hoeveelheden
van een stof geproduceerd tijdens een volledig
geautomatiseerd proces dat 24 uur per dag
doorgaat.
B 16
a Een batchproces is vaak ingewikkeld. De vaten
worden handmatig gevuld en geleegd, daarvoor zijn
veel mensen nodig: er moet steeds iemand bij zijn.
b Bij een continuproces kunnen vaten op een
constante temperatuur en druk worden gehouden.
Dit kost minder energie dan het telkens moeten
verwarmen en afkoelen zoals dat bij een
batchproces voor kan komen.
c Dit is een batchproces. De bakker maakt immers
telkens een aantal broden en begint dan weer
opnieuw. Bovendien bakt hij niet voortdurend
hetzelfde soort brood, maar elke ‘batch’ kan weer
anders zijn dan de vorige.
A 17
a Een blokschema is een manier om de
verschillende stappen in een productieproces
overzichtelijk weer te geven.
b Elk blok stelt een onderdeel van het totale proces
voor.
c De pijlen geven de aan- en afvoer van de
verschillende stoffen aan.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:09 PM
B 18
a – Steenzout uit de bodem extraheren met water
en de zoutoplossing naar boven pompen.
– De vaste bestanddelen verwijderen door filtratie.
– De calcium- en magnesiumionen verwijderen
met behulp van een sodaoplossing. Beide
ionsoorten slaan neer met carbonaationen.
– De sulfaationen verwijderen met behulp van een
bariumchloride-oplossing. De sulfaationen slaan
neer met bariumionen.
– De neerslagen verwijderen door filtratie. In het
filtraat zitten nu voornamelijk nog natriumionen
en chloride-ionen.
– Het filtraat indampen. Er blijft NaCl over.
b Zie figuur 11.1. Reacties in blok 3:
Ca2+(aq) + Mg2+(aq) + 2 CO32−(aq) → CaCO3(s) +
MgCO3(s)
Ba2+(aq) + SO42−(aq) → BaSO4(s)
Molverhouding NaCl : Cl2 = 2 : 1
Er moet dus 2 × 2,82 ∙ 106 mol reageren =
5,64 ∙ 106 mol NaCl = y g NaCl.
Molaire massa NaCl = 58,443 g mol−1
y=
58,443 × 5,64·106
= 3,3 ∙ 108 g NaCl =
1,000
3,3 ∙ 102 ton NaCl
B 19
Zie figuur 11.2.
N2(g)
reactievat +
katalysator
N2(g) + H2(g) + NH3(g)
N2(g) + H2(g)
H2(g)
koelsysteem
NH3(l)
11.2
Reactie in blok 5:
Na+(aq) + Cl−(aq) → NaCl(s)
c 2 NaCl(l) → 2 Na(l) + Cl2(g)
d Atoomeconomie van chloor:
Molverhouding: 2 : 2 : 1
Massaverhouding: 116,89 : 45,98 : 70,90
C 20
a Stap 1: 4 NH3(g) + 5 O2(g) → 4 NO(g) + 6 H2O(l)
Stap 2: 2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g)
Stap 3: 3 NO2(g) + H2O(l) → 2 H+(aq) + 2 NO3−(aq) +
NO(g)
b Voor stap 2 geldt:
Molverhouding: 2 : 1 : 2
Massaverhouding: 60,02 : 32,00 : 92,02
Bij een rendement van 80% ontstaat:
0,80 × 92,02 = 73,62 u van het gewenste product.
De E-factor van stap 2 is dan:
Atoomeconomie chloor =
70,90
× 100,0% = 60,66%
116,89
e 2,0 ∙ 102 ton Cl2 = x mol Cl2
De molaire massa van Cl2 = 70,906 g mol−1.
x=
(60,02 + 32,00) − 73,62
= 0,2499.
73,62
1,000 × 2,0·102 × 106
= 2,82 ∙ 106 mol Cl2
70,906
water
steenzoutextractie
in bodem
steenzoutoplossing
filtratie
soda-oplossing
bariumchloride-oplossing
H2O(g)
neerslagreactie
+
filtratie
neerslagreactie
+
filtratie
indampen
steenzoutoplossing
vaste bestanddelen
CaCO3(s)
MgCO3(s)
steenzoutoplossing
NaCloplossing
NaCl(s)
BaSO4(s)
11.1
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 61
Duurzaam produceren 61
06/05/14 1:09 PM
c Zie figuur 11.3.
NO + O2
O2
NH3
I
NO + H2O
II
NO2 + NO +
O2 + H2O
scheiding
O2
NO2 + H2O
III
H2O
H+(aq) + NO3–(aq)
11.3
C 21
a In blok A vindt extractie plaats van de olie uit de
zaden. Deze scheidingsmethode berust op het
verschil in oplosbaarheid van de olie en de rest
van de zaden in hexaan.
b In blok B wordt de oplossing van olie in hexaan
gescheiden van de rest van de zaden. Dat gebeurt
door filtratie. Deze scheidingsmethode berust op
het verschil in deeltjesgrootte van de zaadresten
en de oplossing.
c In blok D worden olie en hexaan van
elkaar gescheiden door destillatie. Deze
scheidingsmethode berust op het verschil in
kookpunt van olie en hexaan.
d De letter C stelt de zaadresten voor die als residu
achterblijven na de filtratie in blok B.
De letter E stelt hexaan voor dat na de destillatie in
blok D wordt teruggevoerd naar blok A. Daar doet
het weer dienst als extractiemiddel voor de olie.
C 22
a In reactor 1 zijn de oxiden van zink en van zwavel
ontstaan. Het zinkerts heeft dus gereageerd met O2.
b De beginstoffen van de reactie gaan reactor 2 in.
Dat zijn ZnO en 2 H+(aq) + SO42−(aq).
De reactieproducten worden uit reactor 2 gevoerd:
Zn2+(aq) + SO42−(aq).
ZnO heeft dus gereageerd met 2 H+(aq). O2− is een
base. De reactie is dus een zuur-basereactie.
ZnO(s) + 2 H+(aq) → H2O(l) + Zn2+(aq)
c In reactor 3 worden de volgende deeltjes naar
binnen geleid: Zn2+(aq), SO42−(aq), Cd2+(aq) en stof X.
De volgende deeltjes komen naar buiten: Zn2+(aq),
SO42−(aq) en Cd.
62 Hoofdstuk 11
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 62
Cd2+ heeft dus gereageerd met stof X onder
vorming van Cd. Daarbij heeft Cd2+ e- opgenomen
afkomstig van de reductor X.
De reductor X moet veranderd zijn in Zn2+ of SO42−.
Er komt geen andere stof uit reactor 3.
Red X kan dus alleen maar Zn zijn. Er is geen RED
waar uitsluitend SO42− uit ontstaat.
d Per liter oplossing reageert in reactor 4 aan de
negatieve elektrode 2,30 − 0,55 = 1,75 mol Zn2+.
Molverhouding Zn2+: Zn = 1 : 1
Per liter oplossing ontstaat dus 1,75 mol Zn.
Per uur wordt 250 m3 oplossing behandeld.
Daarbij ontstaat dus 250 ∙ 103 × 1,75 =
4,375 ∙ 105 mol Zn = x g Zn.
Molaire massa Zn = 65,38 g mol−1
65,38 × 4,375·105
= 2,86 ∙ 107 g Zn =
1,000
2,86 ∙ 104 kg Zn
x=
e In reactor 1 ontstaat SO2-gas. In reactor 3 ontstaat
Cd. In reactor 4 ontstaat bij de elektrolyse van de
zinksulfaatoplossing aan de positieve elektrode O2
en H+.
f – SO2 is een verzurend gas. Bovendien is het
schadelijk voor je gezondheid. Dat blijkt uit de
gegevens in Binas tabel 97.
– Cd is een zwaar metaal. Het is schadelijk voor
het milieu. Het kan worden ingebouwd in de
voedselketen en levert zo gevaar voor de
volksgezondheid.
– O2 en H+ zijn onschadelijk.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:09 PM
A 23
A 24
Tijdens een exotherm proces raken de beginstoffen
energie kwijt aan de omgeving. Dat houdt in dat de chemische energie van de beginstoffen groter is dan van de
reactieproducten. Daardoor levert het energie-effect:
ΔE = Ereactieproducten − Ebeginstoffen een negatief getal op.
Tijdens een endotherm proces krijgen de beginstoffen
er energie uit de omgeving bij. De chemische energie
van de reactieproducten is daardoor groter dan die van
de beginstoffen. Daardoor levert het energie-effect:
ΔE = Ereactieproducten − Ebeginstoffen een positief getal op.
B 25
a ΔE = Ewater 100° − Ewater 20° = +3,34 ∙ 104 J
b De verdampingswarmte van water (Binas tabel 11)
is: 2,26 ∙ 106 J kg−1. Voor het verdampen van 100 g
water is dan nodig: 2,26 ∙ 105 J.
c ΔE = Ewaterdamp 100° − Ewater 100° = +2,26 ∙ 105 J
d Zie figuur 11.4.
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 63
H2O(g) 100 °C
energie
a Een proces is exotherm als de beginstoffen
energie aan de omgeving afstaan. Een proces is
endotherm als de beginstoffen energie vanuit de
omgeving opnemen.
b De wet van behoud van energie houdt in dat bij
een proces geen energie verloren gaat. Energie
wordt alleen omgezet van de ene vorm in de
andere.
c De energiebalans van een proces komt erop neer
dat voor elk proces geldt: het energie-effect is
gelijk aan het verschil in chemische energie, ΔE,
van de reactieproducten en de beginstoffen.
d Een energiediagram is een grafische weergave van
het energie-effect van een proces. Je leest er de
activeringsenergie en de reactiewarmte uit af.
e De vormingswarmte van een verbinding is de
hoeveelheid warmte die vrijkomt bij, of nodig is
voor het vormen van één mol van de verbinding
uit de elementen. De vormingswarmte van een
element is nul.
f De reactiewarmte van een reactie bereken
je met behulp van de reactievergelijking en
de vormingswarmten van alle stoffen uit de
reactievergelijking.
DE = + 2,26 · 105 J
H2O(l) 100 °C
H2O(l) 20 °C
DE = + 3,34 · 104 J
11.4
B 26
a 2 ZnS(s) + 3 O2(g) → 2 ZnO(s) + 2 SO2(g)
b De vormingswarmte (Binas tabel 57):
2 ZnS (sphaleriet): 2 × −2,06 ∙ 105 J = −4,12 ∙ 105 J
3 O2:
3×0=0J
2 ZnO: 2 × −3,51 ∙ 105 J = −7,02 ∙ 105 J
2 SO2: 2 × −2,97 ∙ 105 J = −5,94 ∙ 105 J
De energiebalans van deze reactie is:
Reactiewarmte = ΔE = vormingswarmte reactieproducten − vormingswarmte beginstoffen.
Reactiewarmte = ΔE = (−7,02 ∙ 105 J + (−5,94 ∙ 105 J))
− (−4,12 ∙ 105 J + 0 J) = −8,84 ∙ 105 J
c Het energie-effect van deze reactie is een negatief
getal. De reactie is dus een exotherm proces.
B 27
a De totale energie van je lichaam is opgeslagen in
glycogeen en vetweefsel.
b De opgenomen energie komt uit je voedsel.
c Je lichaam heeft onder andere energie nodig om
de lichaamstemperatuur op peil te houden, te
groeien en te bewegen.
d De energiebalans van je lichaam kan verstoord
worden door te veel /of te weinig voeding en
door verbruik van te veel of te weinig energie
(bijvoorbeeld voor lichaamsbeweging).
Duurzaam produceren 63
06/05/14 1:09 PM
C 28
A 30
a 3 C + CaO → CaC2 + CO
CaC2 + 2 H2O → Ca(OH)2 + C2H2
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +
3 C + CaO + CaC2 + 2 H2O →
CaC2 + CO + Ca(OH)2 + C2H2
3 C + CaO + 2 H2O → CO + Ca(OH)2 + C2H2
b De vormingswarmte (Binas tabel 57):
3 C:
3×0=0J
CaO:
1 × −6,35 ∙ 105 J = −6,35 ∙ 105 J
2 H2O:
2 × −2,86 ∙ 105 J = −5,72 ∙ 105 J
CO:
1 × −1,105 ∙ 105 J = −1,105 ∙ 105 J
Ca(OH)2: 1 × −9,85 ∙ 105 J = −9,85 ∙ 105 J
C2H2:
1 × +2,27 ∙ 105 J = +2,27 ∙ 105 J
De energiebalans van deze reactie is:
Reactiewarmte = ΔE = vormingswarmte reactieproducten − vormingswarmte beginstoffen.
Reactiewarmte = ΔE = (−1,105·105 J +
(−9,85·105 J) + 2,27·105 J) − 0 J + (−6,35·105 J) +
(−5,72·105 J)) = +3,39·105 J
c Het energie-effect is een positief getal, dus het
proces is endotherm.
d Zie figuur 11.5.
a Een warmtewisselaar draagt warmte die tijdens
het proces ontstaat en moet worden afgevoerd
over aan stoffen die moeten worden opgewarmd.
b Bij gebruik van een warmtewisselaar bespaar
je energie doordat de warmte niet nutteloos
wordt afgevoerd, maar wordt gebruikt voor het
verwarmen van andere stoffen. (Daar zou anders
immers op een andere manier, dus meer energie
voor nodig zijn.) Gebruik van een warmtewisselaar
spaart energie en geld.
energie
CO + Ca(OH)2 + C2H2
DE = + 3,39 · 105 J
B 31
a Fossiele brandstoffen raken op. Bovendien komt
er bij de verbranding van fossiele brandstoffen in
korte tijd veel CO2 vrij waardoor het broeikaseffect
wordt versterkt.
b Duurzame energiebronnen zijn de zon, de aarde,
water en wind. De zon is duurzaam omdat het
nog vele miljarden jaren zal duren voor de zonneenergie is opgebruikt. De aarde is van binnen
warm. Die warmte kan heel goed worden gebruikt
om energie op te wekken zonder dat daardoor
schade aan het milieu ontstaat. Water en wind
raken niet op en kunnen op verschillende manieren
worden gebruikt om energie op te wekken. Zie ook
paragraaf 9.4.
11.4 Productie van metalen
3C + CaO + 2H2O
A 32
11.5
A 29
a 1 Zorgen dat de energie uit duurzame bronnen
wordt gewonnen.
2 Zorgen dat energie zoveel mogelijk wordt
hergebruikt.
b 1 Energie uit duurzame bronnen raakt niet op en is
minder belastend voor het milieu.
2 Hergebruik van energie spaart energie: er is in
totaal minder nodig.
64 Hoofdstuk 11
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 64
a – Elektrisch geleidingsvermogen
– Buigzaamheid
– Fase bij kamertemperatuur
– Vormen legeringen
– Corrosiegevoeligheid
b Een legering is een afgekoeld en gestold mengsel
van samengesmolten metalen.
c Corrosiegevoeligheid is het vermogen om te
reageren met zuurstof en vocht.
d Edele metalen zijn zilver, platina en goud; halfedele
metalen zijn koper en kwik; zeer onedele metalen
zijn kalium, natrium, calcium en barium. De andere
metalen (ijzer, zink enzovoort) zijn allemaal onedel.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:09 PM
e Aluminium vormt een beschermende oxidelaag
waardoor het metaal niet verder kan reageren met
de buitenlucht. Een onedel metaal als ijzer vormt
korrels roest. Daartussendoor kan het metaal
verder reageren met de buitenlucht.
f Metalen kennen onder andere de volgende
toepassingen:
– ijzer in bruggen, gewapend beton,
autocarrosserieën en blikjes;
– aluminium in bouwconstructies en in de
vliegtuigbouw;
– koper in elektriciteitsbedrading en muntgeld;
– tin en lood voor dakbedekkingen en als
beschermend laagje op ijzeren voorwerpen;
– zeldzame aardmetalen in elektronica;
– blik om voedsel in te verpakken.
y=
1,000 × 10
= 0,084 mol Sn
118,7
Molverhouding: Cu : Sn = 1,4 : 0,084 = 17 : 1,0
c In een bronzen beeld dat 1,5 kg weegt zit
0,90 × 1,5 kg koper = 1,35 kg =
1,35 ∙ 103 g Cu = z mol Cu.
Molaire massa Cu = 63,55 g mol−1
z=
1,000 × 1,35·103
= 21,24 mol Cu
63,55
De molverhouding CuO : Cu = 1 : 1.
Je hebt dan nodig 21,24 mol CuO = p g CuO.
De molaire massa van CuO = 79,55 g mol−1.
p=
21,24 × 79,55
= 1690 g = 1,7 kg CuO
1,000
B 33
A 37
a Het rooster is opgebouwd uit positieve ionen die
regelmatig zijn gerangschikt in een metaalrooster
en vrije elektronen die langs de positieve ionen
bewegen. Doordat er geladen deeltjes (elektronen)
zijn die kunnen bewegen is geleiding van stroom
mogelijk.
b In een metaalrooster treedt nauwelijks verandering
op als de lagen van positieve ionen langs elkaar
schuiven. De aantrekkingskracht tussen de ionen
en de vrije elektronen verandert niet.
a IJzer wordt gemaakt uit ijzererts.
b IJzer wordt geproduceerd in een hoogoven.
c In ruw ijzer is het koolstofgehalte veel hoger dan
in staal (in staal zijn ook andere metalen zoals
bijvoorbeeld Ni en/of Cr bijgemengd).
d In een oxystaalconvertor wordt het koolstofgehalte
van het ijzer teruggebracht.
e Je kunt staal gieten, walsen of extruderen.
f Blik is een uiterst dunne plaat staal, bedekt met
een laagje tin.
B 34
B 38
Een legering is minder buigzaam dan een zuiver metaal
doordat in het rooster van de legering ionen van verschillende afmetingen zitten. De verschillende lagen
schuiven niet zo gemakkelijk meer langs elkaar.
De blikjes worden hergebruikt als bouwmateriaal voor
een huis dat meer waard is dan de blikjes. Het is dus
een vorm van upcycling.
B 39
B 35
Zowel de ring als het midden bestaat voor 75% uit
koper. De munt weegt 7,50 g. De hoeveelheid koper in
de munt = 0,75 × 7,50 = 5,6 g.
C 36
a Brons bestaat uit 90% koper en 10% tin.
b Massaverhouding: Cu : Sn = 90 : 10
90 g Cu = x mol Cu
10 g Sn = y mol Sn
Molaire massa Cu = 63,55 g mol−1
Molaire massa Sn = 118,7 g mol−1
x=
Fe2O3(s) + 3 C(s) → 3 CO(g) + 2 Fe(s)
2 C(s) + O2(g) → 2 CO(g)
B 40
100 ton ruw ijzer bevat 5,0 ton C.
Na behandeling bevat 100 ton staal 0,5 ton C.
Uit 100 ton ruw ijzer is dus 5,0 − 0,5 = 4,5 ton C
verwijderd.
Uit 1 ton ruw ijzer is verwijderd: 4,5 / 100 =
4,5 ∙ 10−2 ton C = 4,5 ∙ 10−2 × 103 = 45 kg C.
1,000 × 90
= 1,4 mol Cu
63,55
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 65
Duurzaam produceren 65
06/05/14 1:09 PM
C 41
a,b 2 Fe2O3(s) + 3 C(s) → 4 Fe(l) + 3 CO2(g)
↑ 4 × 3 e− ↓
c 2 Fe2O3: 2 × −8,24 ∙ 105 J = −1,648 ∙ 106 J
3 C:
3×0=0J
4 Fe:
4×0=0J
3 CO2:
3 × −3,935 ∙ 105 J = −1,1805 ∙ 106 J
De energiebalans van deze reactie is: reactiewarmte = ΔE = vormingswarmte reactieproducten
− vormingswarmte beginstoffen.
Reactiewarmte = ΔE = (0 J + (−1,1805 ∙ 106J)) −
(−1,648 ∙ 106 J + 0 J) = +4,675 ∙ 105 J
d Het energie-effect is een positief getal, dus het
proces is endotherm.
Molverhouding Al: Al2O3 = 2 : 1
Er kan maximaal ontstaan 2 × 9,81 ∙ 103 =
1,96 ∙ 104 mol Al = y g Al.
Molaire massa Al = 26,98 g mol−1
y=
1,96·104 × 26,98
= 5,3 ∙ 105 g Al =
1,000
5,3 ∙ 105 × 10−6 = 0,53 ton Al
c Het smeltpunt van aluminiumoxide bij normale
druk is: 2327 K. Dat is dus de minimale
temperatuur die het aluminiumoxide moet hebben
in de elektrolyseovens.
d Er is energie nodig om het aluminiumoxide te laten
smelten en er is energie nodig voor de elektrolyse
van het gesmolten aluminiumoxide.
A 42
a De grondstof waaruit aluminium wordt gemaakt
heet aluminiumerts of bauxiet.
b Het proces waarin aluminium wordt gemaakt is
een elektrolyseproces.
c Tijdens de vorming van aluminium wordt
elektrische energie omgezet in chemische energie.
C 45
a 2 Fe2O3(s) + 3 C(s) → 4 Fe(l) + 3 CO2(g)
Molverhouding: 2 : 3 : 4 : 3
Massaverhouding: 319,34 : 36,03 : 223,4 : 132,03
223,4
Atoomeconomie Fe =
× 100,0% =
319,34 + 36,03
62,86 %
B 43
b 2 Al2O3(l) → 4 Al(l) + 3 O2(g)
Molverhouding: 2 : 4 : 3
Massaverhouding: 203,92 : 107,92 : 96,00
Zie figuur 11.6.
B 44
a 2 Al2O3(l) → 4 Al(l) + 3 O2(g)
b 1,0 ton Al2O3 = 1,0 ∙ 106 g Al2O3 = x mol Al2O3
Molaire massa Al2O3 = 101,96 g mol−1
x=
Atoomeconomie Al =
107,92
× 100,00% = 52,923%
203,92
1,000 × 1,0·106
= 9,81 ∙ 103 mol Al2O3
101,96
hulpstoffen
bauxiet
ertszuivering
afgas
aluminiumoxide
elektrolyse
aluminium
verwerking
aluminiumlegeringen
ertsafval
11.6
66 Hoofdstuk 11
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 66
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:09 PM
c Als je alleen naar de atoomeconomie kijkt is
de winning van ijzer het groenst. Er komen
natuurlijk nog veel meer factoren die moeten
worden meegerekend. Denk aan de prijs van
de grondstoffen, de prijs (ter plaatse) van de
energie, de hoeveelheid energie die nodig is,
het afval (bij de hoogoven kans op uitstoot van
koolstofdioxide), maar vooral ook de mogelijkheid
om ijzer en aluminium te recyclen. Dat laatste is
voor aluminium veel goedkoper en gemakkelijker.
Al met al kun je met zo weinig gegevens niet goed
voorspellen welk proces het groenst is.
A 46
a De verduurzaming van productieprocessen is
gebaseerd op de drie P’s: People, Planet, Profit.
b – Het ijzererts moet duurzaam worden gedolven.
– Betere productietechnieken moeten zorgen
voor minder uitstoot van vervuilende stoffen en
minder energiegebruik.
– Grondstof sparen door meer gebruik van
gebruikt staal (bovendien besparing tot 70% op
energie mogelijk).
– Gebruik van biobrandstoffen om de hoogoven
op temperatuur te houden levert een bijdrage
aan het terugdringen van het broeikaseffect.
c – Door modernisering van de productieunits kan het energiegebruik enorm worden
teruggedrongen.
– De benodigde energie moet men zoveel mogelijk
uit duurzame bronnen halen. Bijvoorbeeld
waterkrachtcentrales.
– Vermindering van de uitstoot aan schadelijke
stoffen en veiliger behandeling van vast afval.
– Recycling van aluminium levert een
grote bijdrage aan een duurzamer
proces. Verbeteringen van de bestaande
recyclingtechnieken.
d Een LCA is een levenscyclusanalyse, een
ketenanalyse. Maatregelen om een proces te
verduurzamen worden afgeleid uit de LCA.
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 67
B 47
a
Sc
Scandium
Gd
Gadolinium
Y
Yttrium
Tb
Terbium
La
Lanthanium
Dy
Dysprosium
Ce
Cerium
Ho
Holmium
Pr
Praseodymium
Er
Erbium
Nd
Neodymium
Tm
Thulium
Pm
Promethium
Yb
Ytterbium
Sm
Samarium
Lu
Lutetium
Eu
Europium
b Elektronicafabrikanten verwerken ze in
bijvoorbeeld smartphones en flatscreens,
de auto-industrie gebruikt ze in de batterijen
van elektrische auto’s en ze zijn aanwezig in
spaarlampen en windmolens.
c Door terugwinnen, recyclen van deze metalen
neemt de vraag naar nieuwe grondstof af en dit
kan dus een manier zijn om duurzamer en minder
afhankelijk van China te werken.
C 48
De productie van nieuw aluminium kost enorm veel
energie (smelten van de aluminiumoxide en de elektrolyse) terwijl gerecycled aluminium die processen
niet meer hoeft te doorlopen en heel gemakkelijk kan
worden verwerkt.
11.5 Productie van
kunststoffen
A 49
a Een aardoliefractie ontstaat bij de destillatie van
aardolie. Het is een mengsel van (vloei)stoffen
waarvan de kookpunten dicht bij elkaar liggen.
b Omdat een aardoliefractie een mengsel is, heeft
het een kooktraject. Alleen zuivere stoffen koken
bij een constante temperatuur. Die hebben een
kookpunt.
c Bij het kraken van de naftafractie ontstaan onder
andere etheen en propeen.
Duurzaam produceren 67
06/05/14 1:09 PM
B 50
a De algemene formule van de alkanen is CnH2n+2.
De molecuulformule van decaan is C10H22. De
molecuulformule van propaan is C3H8.
De algemene formule van de alkenen is CnH2n. De
molecuulformule van hept-1-een is C7H14.
De reactievergelijking voor de kraakreactie is:
C10H22 → C7H14 + C3H8
H3C
H3C
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
CH2
H2C
CH2
CH2
CH
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
CH2
→
CH2
CH3
b Bijvoorbeeld: C10H22 → C8H16 + C2H4
De reactieproducten zijn hier octaan en etheen.
B 51
a Zie Binas tabel 42B.
Het kookpunt van methaan is 112 K.
Het kookpunt van etheen is 169 K.
Het kookpunt van propeen is 225 K.
b De drie stoffen zijn alle drie gassen bij
kamertemperatuur (298 K). De kookpunten liggen
vrij ver uit elkaar. Ze kunnen dus gescheiden
worden door ze af te koelen. Eerst wordt de
stof met het hoogste kookpunt vloeibaar, dat
is propeen. Dan etheen en als laatste methaan.
Achtereenvolgens kan dus propeen, etheen en
methaan als vloeistof worden afgetapt.
ton aardolie
100
x
ton nafta
19
2 ∙ 106
x=
100 × 2·106
= 1 ∙ 107 ton aardolie
19
b Olieraffinaderijen leveren de grondstof voor
naftakrakers. Die leveren op hun beurt weer
grondstoffen voor de kunststoffabrieken. Als
deze industrieën dicht bij elkaar staan, hoeven
de stoffen niet over grote afstanden vervoerd
te worden. Dat voorkomt onnodige risico’s en
bovendien is het goedkoper het kost minder
brandstof en veroorzaakt minder CO2-uitstoot.
c Ruwe aardolie wordt aangevoerd met zeetankers.
Die kunnen niet in Oost-Nederland komen.
Dergelijke grote industrieën worden dus gebouwd
in de buurt van een zeehaven.
B 53
a De aardolie wordt eerst gedestilleerd.
Daarna wordt de naftafractie gekraakt. De
reactieproducten worden gescheiden. Het
reactieproduct etheen wordt gepolymeriseerd.
Hierbij ontstaat polyetheen.
b Zie figuur 11.7.
C 54
a H2C
CH H2C
CH H2C
CH →
CH3
CH3
CH3
CH2 CH CH2 CH CH2 CH
B 52
a 5 ∙ 105 ton etheen komt uit 2 ∙ 106 ton nafta.
19% van de massa van aardolie bestaat uit nafta.
Dat wil zeggen: in 100 ton aardolie zit 19 ton nafta.
Hiermee kun je uitrekenen in hoeveel aardolie
2 ∙ 106 ton nafta zit.
overige fracties
aardolie
I
destillatie
CH3
CH3
CH3
b Elk monomeermolecuul moet zowel een zuurgroep
(−COOH) als een hydroxygroep (−OH) bevatten.
c De ontstane ester is geen copolymeer omdat hij is
ontstaan uit maar één soort monomeer.
overige kraakproducten
nafta
II
kraken
kraakproducten
III
scheiding
etheen
IV
polymerisatie
polyetheen
11.7
68 Hoofdstuk 11
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 68
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:09 PM
d In het ene monomeermolecuul komen twee
zuurgroepen voor, in het andere monomeermolecuul
komen twee hydroxygroepen voor.
e De ontstane ester is een copolymeer omdat
deze is ontstaan uit twee verschillende soorten
monomeermoleculen.
O CH2 CH2 CH2 O C CH2 C O CH2 CH2 CH2 O C C
f
O
O O
O
Polyvinylchloride: kozijnen, buizen, flessen (voor
chemicaliën, lijm, …)
c Polyvinylchloride heet polychlooretheen.
CH2 CH CH2 CH CH2 CH
d
Cl
a Biobased plastics zijn kunststoffen die zijn
ontstaan uit biomassa.
b Eerste generatie biomassa bestaat uit gewassen
die ook als voedsel kunnen dienen. Tweede
generatie biomassa is plantaardig afval.
c vergisting
d H3C CH2 OH → H2C CH2 + H2O
B 56
a n C2H4 → (C2H4)n
Alle atomen van de beginstof zitten in het reactieproduct. De atoomeconomie is dan 100%. De bron
waaruit het etheen is ontstaan doet er niet toe: de
eigenschappen van etheen en de bouw van de
moleculen is hetzelfde.
b Als etheen wordt gewonnen uit biomassa, zeker
als dat tweede generatie biomassa is, kost het
geen dure grondstof: het helpt juist afval op te
ruimen. Gebruik van aardolie kost grondstof die
toch al schaars wordt.
B 57
De structuur van moleculen bepaalt de eigenschappen
van een stof en niet de herkomst van die moleculen.
De bouwstenen, de monomeren, die je tijdens de
vorming van de kunststof gebruikt hebben dezelfde
molecuulstructuur, onverschillig uit welke grondstof ze
zijn ontstaan. De stoffen die bestaan uit deze monomeermoleculen hebben ook dezelfde eigenschappen.
Het product, de kunststof, moet dan ook dezelfde
eigenschappen hebben.
B 58
H2C
CH2 + H3C
CH CH
CH3 →
2 H2C
CH CH3
C 59
a Pet: U+2673 en polyvinylchloride: U+2675
b Pet: polyestervezels, folie, frisdrankflessen
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 69
Cl
C 60
a
O
O C
A 55
Cl
O
O
C O CH2 CH2 O C
O
O
C O CH2 CH2 O C
O
C O CH2 CH2 O
b Pet is een thermoplast omdat een molecuul uit een
lange onvertakte keten bestaat.
C 61
a Duurzaam consumeren houdt in dat je producten
koopt die zijn gemaakt van milieuvriendelijke
materialen, onder omstandigheden die niet
schadelijk zijn voor mens en omgeving. Het
betekent ook dat je niet méér koopt dan je
nodig hebt en dat je gebruikte producten niet
klakkeloos weggooit, maar bijvoorbeeld naar de
kringloopwinkel brengt of als recyclebaar afval
aanbiedt.
b Een keurmerk zegt iets over milieuvriendelijke
productie, eerlijke handel en/of dierenwelzijn.
c 1 Dat klopt. Boerenkool groeit in Nederland
van september t/m februari. In maart kun
je het aanvoeren uit Spanje. Sperziebonen
groeien in Nederland overvloedig in augustus
en september. Als je ze in de winter wilt eten,
moeten ze worden aangevoerd uit Spanje,
Marokko (of Senegal).
2 Dat klopt. De productie van vlees veroorzaakt
nog meer milieuschade dan de productie
van plantaardige eiwitproducten. Voor de
productie van een kilo vlees is ongeveer vijf kilo
plantaardig materiaal nodig. Vleesproductie
draagt verder sterk bij aan de uitstoot van
broeikasgassen, de verzuring van de bodem en
lucht en aan dierenleed.
3 Dat klopt niet altijd. Het is belangrijk dat je de
boodschappen op maat haalt. Slim inkopen en
goed bewaren. Als je de boodschappen goed
plant, kun je beter één keer boodschappen
doen, zeker als je een auto gebruikt om naar
de winkel te gaan. Als je minder goed voor
een week kunt plannen of als je lopend je
boodschappen haalt, dan kan het soms slimmer
zijn om meerdere keren per week te gaan.
Duurzaam produceren 69
06/05/14 1:09 PM
4 Dat klopt niet. Een keurmerk zoals FSC
garandeert dat het hout helemaal of voor 70%
(FSC Mixed) uit duurzaam en sociaal beheerde
bossen komt. PEFC is ook zo’n keurmerk, maar
het wordt door Nederland niet erkend vanwege
conflicten over het kappen van bossen. Het ene
keurmerk is het andere niet …
d Biologische kleding en textiel:
Voor kleding en textiel van biologische natuurvezels
zijn er twee keurmerken: Global Organic Textile
Standard en Organic Exchange. Beide kennen
onafhankelijke en geaccrediteerde, dus betrouwbare, controle.
Europees Ecolabel:
Het Europees Ecolabel staat op kleding die
aantoonbaar milieuvriendelijk is, vooral tijdens
productie van de vezels en de stoffen. Bijna alle
materiaalsoorten kunnen het Europees Ecolabel
krijgen, behalve minerale vezels, glasvezels,
metaalvezels, koolstofvezels en andere anorganische vezels.
Demeter:
Demeter is het keurmerk van de biologisch-dynamische landbouw. Het komt voort uit de antroposofie,
een levensbeschouwing die uitgaat van samenhang
tussen plant, dier, bodem en kosmos. Kleding met
het keurmerk Demeter voldoet in Nederland aan de
eisen van de biologische landbouw.
IVN Internationaler Verband der
Naturtextilwirtschaft:
IVN is een Duits keurmerk. In Nederland komt het
sporadisch voor op ‘alternatieve’ kleding.
Made-By:
Made-By wil modemerken en retailers overtuigen
tot en ondersteunen bij hun ontwikkeling naar duurzamere mode: meer biologisch textiel en betere
arbeidsomstandigheden. Kledingbedrijven die een
verbetertraject zijn ingegaan onder begeleiding van
Made-By mogen een blauwe knoop in de kledingstukken naaien.
70 Hoofdstuk 11
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 70
Max Havelaar / Fair Trade:
Max Havelaar staat voor eerlijke handel in katoen.
De eisen van Max Havelaar zijn een gegarandeerde
prijs, correcte arbeidsomstandigheden en zorg voor
milieu.
Ökotex Standard 100:
Het Ökotex Standard 100-keurmerk is een keurmerk dat garanties geeft op het gebied van
gezondheid. Vanwege die invalshoek stelt Ökotex
wel eisen op gebied van milieuschadelijke stoffen,
zoals zware metalen, schadelijke kleurstoffen en
gewasbeschermingsmiddelen. Indirect zorgt dat
voor een milieuvoordeel.
Logo’s Pure Cotton en Woolmark:
Het logo Cotton (of varianten daarop) is geen keurmerk, maar een informatielogo. Het geeft aan dat
het product van katoen is gemaakt. Een katoenmerk stelt geen milieueisen; de teelt van katoen is
behoorlijk milieuvervuilend. Een wolmerk zegt niets
over de milieuaspecten van de schapenhouderij, en
ook niets over de behandeling van de dieren.
e Kleding en textiel belasten het milieu tijdens de
teelt van de gewassen voor natuurvezels, tijdens
de productie van synthetische vezels. Verder
zorgen vervoer, productie en gebruik van de vezels
voor milieubelasting doordat verfstoffen en andere
chemicaliën in het milieu komen. Denk ook aan
het wassen van de kleding en het verwerken van
kledingafval.
f Producenten krijgen een eerlijke prijs voor
de producten die ze exporteren. Daardoor
verbeteren hun levensomstandigheden en zijn ze
niet meer afhankelijk van ontwikkelingshulp. Ze
moeten er wel voor zorgen dat ze op duurzame
wijze produceren en voldoen aan zeer strenge
milieueisen.
g (FairTrade) Max Havelaar
h Het energielabel laat zien welke apparaten
het zuinigst zijn met elektriciteit. Je vindt het
energielabel op bijna alle apparaten: witgoed,
verlichting en airconditioners. Zuinige apparaten
hebben energielabel A (op sommige apparaten is
dat A++ of A+++). Op het energielabel staat ook
het gemiddeld verbruik per jaar in kWh vermeld.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:09 PM
i
Het Nederlandse Kema-keur is een vrijwillig
keurmerk dat garandeert dat een elektrisch
apparaat veilig is. Het zegt niets over milieu,
grondstoffen, energieverbruik, uitstoot of afval. Het
wordt onafhankelijk gecontroleerd.
j Het Europese Ecolabel staat op apparaten die
geproduceerd zijn met de minste milieubelasting.
Het keurmerk kijkt naar grondstoffen, verpakkingen,
energie- en watergebruik, uitstoot en afval.
k Als een code met 0 begint, gaat het om een
biologisch ei. De kippen krijgen biologisch voer,
hebben méér ruimte en daglicht in de stal en
moeten overdag naar buiten kunnen.
Let op: de code 1, 2 of 3 geeft alleen informatie
over de leefomstandigheden van de hen, niet over
het (soort) voer enzovoort.
Als de code met een 1 begint hebben de hennen in
een stal met vrije uitloop gezeten. Ze hebben minder ruimte, maar overdag wel een vrije uitloop naar
buiten.
Als de code met een 2 begint hebben de hennen in
een scharrelstal gezeten. Hun bewegingsruimte is
duidelijk beperkter. Ze leven in kunstlicht en komen
niet buiten.
Als de code met een 3 begint heb je te maken met
een kooi-ei. De hennen hebben in kooien gezeten
in een legbatterij.
Na de code die informatie geeft over de huisvesting
van de hen die de eieren legt komt de aanduiding
van het land van herkomst (België en Duitsland) en
daarna de boerderij waar het ei vandaan is gekomen.
l Vanuit een oogpunt van dierwelzijn zou je de
voorkeur moeten geven aan een ei dat met
code 0 begint. Je weet dan in elk geval dat de
leefomstandigheden van de hen acceptabel zijn.
m Per persoon wordt in Nederland jaarlijks ongeveer
50 kg voedsel weggegooid.
n Eten moet worden geteeld, vervoerd, bewerkt
en verpakt. Dat kost allemaal energie. Als je eten
weggooit verspil je dus al die energie.
11.6 Voorbereiding op het CE (Centraal Examen)
B 62
Bij elk antwoord staat een verwijzing naar de paragraaf
waarin je de desbetreffende modelvoorstelling(en) kunt
vinden.
waarneembare verschijnselen
te verklaren met modelvoorstelling
Een reactie verloopt sneller bij hogere temperatuur.
10 (§ 1.6)
Water kookt bij een veel hogere temperatuur dan methaan.
5 en 9 (§ 4.2 en 4.3)
Olie en water mengen niet.
9 (§ 4.3)
Een mengsel van zwavel en suiker kun je scheiden door extractie.
9 en 11 (§ 4.3 en 4.4)
Het smeltpunt van natriumchloride is veel hoger dan dat van zwavel.
5 en 8 (§ 4.2 en 5.3)
Een mol natuurlijk uraan heeft een andere massa dan een mol verrijkt uraan.
3 (§ 2.2)
Water ontleedt altijd in waterstof en zuurstof in de molverhouding 2: 1.
14 (§ 3.3)
Een reactie verloopt sneller in aanwezigheid van een katalysator.
12 (§ 1.6)
Alcohol lost op in water.
9 (§ 4.3 en 4.4)
Bij de ontleding van zouten ontstaan altijd metalen en niet-metalen.
8 (§ 5.3)
Water kan ontleden, zuurstof niet.
2 (§ 2.2)
Een mol ijzer heeft een andere massa dan een mol koper.
2 (§ 2.2)
Water zet uit als het bevriest.
9 (§ 4.3)
Lood kun je buigen, een stukje natriumchloride niet.
13 (§ 3.2)
Een vet is bij kamertemperatuur vast, een olie vloeibaar.
5 en 13 (§ 4.2 en 3.2)
Een batterij levert stroom als de stoffen in de batterij met elkaar reageren.
3 (§ 2.2)
Het massapercentage C in methaan is altijd een vast getal.
14 (§ 3.3)
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 71
Duurzaam produceren 71
06/05/14 1:09 PM
B 63
In de linkerkolom van onderstaande tabel vind je het
antwoord op de gestelde vraag. Bij elk antwoord staan
in de rechterkolom de gebruikte rekenvaardigheden en
een verwijzing naar de paragraaf waarin je de desbetreffende rekenvaardigheid kunt vinden. Met cijfers in
de vorm van 1) wordt vanuit de linkerkolom naar hulp in
de rechterkolom verwezen.
De grenswaarde voor Cl2 is 1,5 mg m−3 (Binas tabel 97A).1)
In een ruimte van 100 m3 mag maximaal 100 × 1,5 =
1,5 ∙ 102 mg Cl2 aanwezig zijn.
1. De grenswaarde of MAC-waarde van een stof geeft aan
hoeveel mg van deze stof maximaal aanwezig mag zijn in
1,0 m3 lucht (§ 4.5).
Er is 500 mL Cl2 aanwezig. Hoeveel mg is dat?2)
Om het volume van een stof om te zetten in de massa van
een stof heb je de dichtheid nodig.
Dichtheid van Cl2 (onder standaardopstandigheden) =
3,21 kg m−3 (Binas tabel 12).
2. De massa van een hoeveelheid stof reken je om in
het volume met behulp van de dichtheid (ρ) van de
stof. Daarvoor gebruik je een verhoudingstabel en
kruisproducten (§ 2.6).
massa Cl2 (mg)
3,21 ∙ 106
x
volume Cl2 (mL)
1,00 ∙ 106
500
3,21 · 10 × 500
= 1,605 ∙ 103 mL
1,00 · 106
6
x=
3. Vuistregel voor het afronden van de uitkomst bij
vermenigvuldigen en delen van gemeten waarden.
Je kunt gemeten waarden met elkaar vermenigvuldigen
of op elkaar delen. De uitkomst van zo’n berekening heeft
evenveel significante cijfers als de gemeten waarde met
het kleinste aantal significante cijfers (§ 2.6).
In dit geval zijn er uitsluitend gemeten waarden met drie
significante cijfers.3) De uitkomst van de berekening moet nu
worden afgerond op drie significante cijfers.
x = 1,61 ∙ 103 mL
In de ruimte is 1,61 ∙ 103 mL Cl2 aanwezig. Dat is veel meer
dan wat er maximaal aanwezig mag zijn. Het is dus niet
gezond om in die ruimte te verblijven.
B 64
In de linkerkolom van onderstaande tabel vind je het
antwoord op de gestelde deelvragen. Bij elk antwoord
staan in de rechterkolom de gebruikte rekenvaardigheDeelopgave a:
Molariteit wil zeggen: het aantal mol opgelost NH4NO3 in
1,0 L gietwater.
Daarvoor moet je uitrekenen hoeveel mol opgelost NH4NO3 in
7 mL (= 7 g) plantenvoeding zit.
Eerst bereken je hoeveel mol van de atoomsoort N in 7 mL
plantenvoeding zit.
Met behulp van de molverhouding NH4NO3: N kom je er dan
achter met hoeveel mol opgelost NH4NO3 dat overeenkomt,
zodat je de molariteit van NH4NO3 in het gietwater kunt
berekenen.
6 massaprocent stikstof (N) totaal betekent: 6 g van de
atoomsoort N zit in 100 g plantenvoeding.1)
Je rekent eerst uit hoeveel g van de atoomsoort N in 7 g
plantenvoeding zit.
massa N(g)
6
x
massa plantenvoeding (g)
100
7
6×7
= 0,42 g (je rondt nog niet af) van de atoomsoort N
100
In 7 mL (= 7 g) plantenvoeding zit 0,42 g van de atoomsoort N.
x=
Nu reken je uit in hoeveel mol NH4NO3 0,42 g van de
atoomsoort N aanwezig is. Dat doe je door middel van de
molverhouding NH4NO3 : N. Dat betekent dat je eerst moet
berekenen hoeveel mol 0,42 g N is.2)
72 Hoofdstuk 11
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 72
den en een verwijzing naar de paragraaf waarin je de
desbetreffende rekenvaardigheid kunt vinden. Met cijfers in de vorm van 1) wordt vanuit de linkerkolom naar
hulp in de rechterkolom verwezen.
1. Voor een berekening met massapercentage heb je nodig:
– de massa van één van de stoffen uit het mengsel;
– de massa van het mengsel zelf (in dezelfde eenheid als
die van de stof);
– een verhoudingstabel waarin je bovengenoemde
gegevens invult. (§ 4.5)
2. De molecuulmassa, Mr, is gelijk aan de som van de
massa’s van de atomen waaruit het molecuul bestaat (§ 2.5).
De molaire massa, M, van een stof is in getalwaarde
even groot als de molecuulmassa of atoommassa van
die stof. De molaire massa is in g, de molecuulmassa of
atoommassa is in u (§ 2.6).
De massa van een hoeveelheid stof kun je omrekenen
in mol met behulp van de molaire massa van de stof.
Daarvoor gebruik je een verhoudingstabel en het
kruisproduct (§ 2.6).
3. De coëfficiënten uit een reactievergelijking geven niet
alleen de aantalverhouding weer waarin de deeltjes
reageren en ontstaan, maar ook de molverhouding waarin
de stoffen reageren en ontstaan (§ 3.5).
Als je wilt rekenen met molverhoudingen heb je nodig:
– de reactievergelijking;
– een gegeven stof (in mol);
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:09 PM
Molaire massa N = 14,01 g mol−1
N (mol)
1,00
y
N(g)
14,01
0,42
– een gevraagde stof (in mol);
– de molverhouding (lees je af uit de reactievergelijking);
– een verhoudingstabel (§ 3.5).
0,42 × 1,000
= 2,9979 ∙ 10−2 mol (je rondt nog niet af) van de
14,01
atoomsoort N
y=
0,42 g N = 2,9979 ∙ 10−2 mol N
Als je NH4NO3 uiteenhaalt in ‘losse’ atomen krijg je de
volgende reactievergelijking:3)
NH4NO3 → 2 N + 4 H + 3 O
Molverhouding N : NH4NO3 = 2 : 1
stoffen
N
molverhouding
2
gegeven/gevraagd (mol)
z=
NH4NO3
1
−2
2,9979 ∙ 10
z
2,9979 · 10−2 × 1
= 1,4989 ∙ 10−2 mol NH4NO3
2
In 7 mL plantenvoeding zit 0,42 g van de atoomsoort N
afkomstig uit 1,4989 ∙ 10−2 mol opgelost NH4NO3.
4. De molariteit van een oplossing is het aantal mol
opgeloste stof per L oplossing. De molariteit van een
stof of deeltje in een oplossing kun je uitdrukken in
mol L−1 of molair. Voor de molariteit van elk deeltje
dat werkelijk in de oplossing aanwezig is bestaat een
verkorte weergave: vierkante haken om de formule van
het deeltje.
Om te rekenen met molariteit kun je gebruikmaken
van een verhoudingstabel. Hierin staan het aantal mol
opgeloste stof en het volume van de oplossingen. Met
behulp van kruisproducten kun je het ontbrekende
gegeven uitrekenen (§ 5.5).
5. Vuistregel voor het afronden van de uitkomst bij
vermenigvuldigen en delen van gemeten waarden. Je
kunt gemeten waarden met elkaar vermenigvuldigen of
op elkaar delen. De uitkomst van zo’n berekening heeft
evenveel significante cijfers als de gemeten waarde met
het kleinste aantal significante cijfers (§ 2.6).
6. Er bestaat een logaritmisch verband tussen de pH van
een oplossing en de [H+] in die oplossing. pH = −log[H+]
(§ 8.4).
Om gietwater te maken meng je 7 mL plantenvoeding met
een liter water.4) In 1,0 L gietwater zit dus 1,4989 ∙ 10−2 mol
opgelost NH4NO3.
7. Vuistregel voor het aantal significante cijfers bij pHberekeningen. Het aantal significante cijfers in de [H+]
moet even groot zijn als het aantal decimalen in de pH
(§ 8.4).
De molariteit van NH4NO3 in het gietwater komt overeen met
het aantal mol NH4NO3 per L gietwater: 1,4989 ∙ 10−2 mol L-1.
8. Eerst stel je de reactievergelijking op. (§ 3.4).
Nu rond je af op het juiste aantal significante cijfers: één.5) De
molariteit van NH4NO3 in het gietwater is 1 ∙ 10−2 mol L−1.
9. De coëfficiënten uit de reactievergelijking geven de
molverhouding aan (§ 3.5).
Je berekent van elke stof hoeveel g reageert (§ 2.6).
Deelopgave b:6)
pH = 5,6 = −log [H+]
[H+] = 2,5 ∙ 10−6 mol L−1
Afronden7) op het juiste aantal significante cijfers:
[H+] = 3 ∙ 10−6 mol L−1.
Deelopgave c:8)
N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g)9)
Molverhouding: 1 : 3 : 2
Massaverhouding: 28,02 : 6,048 : 34,06
34,06
Atoomeconomie10) ammoniak =
× 100% = 100%
28,02 + 6,048
Deelopgave d:11)
65% van de theoretische opbrengst = 0,65 × 34,06 = 22,14 u
E=
34,06 − 22,14
= 0,54
22,14
10. Atoomeconomie is een theoretisch begrip dat aangeeft
hoeveel procent van de atomen uit de beginstof(fen)
terechtkomen in het gewenste reactieproduct als
de reactie volledig verloopt. Er komt voor een
bepaalde reactie altijd een vast percentage uit. Om de
atoomeconomie voor een reactieproduct te berekenen
gebruik je de volgende formule (§ 11.2):
Atoomeconomie gewenst product =
massa gewenst product (theoretisch)
massa beginstof (fen)
11. De E-factor is een experimenteel begrip en geeft een
verband tussen de atoomtheorie en het rendement van
een reactie. Eenzelfde reactie kan met verschillende
rendementen verlopen en dus ook verschillende
waarden van de E-factor hebben (§ 11.2).
E=
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 73
× 100%
massa beginstoffen − massa gewenst product (praktijk)
massa gewenst product (praktijk)
Duurzaam produceren 73
06/05/14 1:09 PM
B 65
Er is 1,00 ton Al2O3 ontstaan. In totaal zat er in
gebruikte bauxiet: 1,00 + 0,175 = 1,18 ton Al2O3.
Daarvan gaat 0,175 ton verloren.
1,18 ton Al2O3 = 100%
0,175 ton = x%
De antwoorden van het pilotexamen 2013 kun je ook
op de site vinden waar het examen staat.
11.7 Afsluiting
x=
1
a Het is duurzaam om koolzaad als grondstof te
gebruiken omdat je koolzaad elk jaar opnieuw kunt
laten groeien.
b Oliezuur, C17H33COOH, heeft één dubbele
binding (Binas tabel 67G2) en is dus enkelvoudig
onverzadigd.
Linolzuur, C17H31COOH, heeft twee dubbele bindingen en is dus meervoudig onverzadigd.
O
c
H2C O C C17H33
O
H2C OH
HC O C C17H33 + 3 H2O → HC OH +
O
H2C OH
H2C O C C17H31
O
O
2 HO
C
C17H33 + HO
C
C17H31
O
d
HO
C C17H33+ H3C OH →
O
H3C O
C
C17H33 + H2O
e Het ‘afval’ van het proces waarbij antivries wordt
gemaakt is hierdoor een nuttig nevenproduct
geworden. Er is dus geen afval meer, waardoor de
productie van antivries nog duurzamer wordt.
2
a De oxide-ionen uit het Al2O3 worden omgezet tot
hydroxide-ionen door een reactie met H2O. Hierbij
worden H+-ionen overgedragen van H2O naar O2−.
O2− is dus de base.
b Als je Na+ en Al(OH)4− vergelijkt met Al(OH)3,
blijft een oplossing met Na+ en OH− over. Dat
is natronloog en kan nadat de concentratie is
aangepast in reactor 1 worden hergebruikt.
c 1,25 ton rode modder bevat nog 0,14 × 1,25 =
0,175 ton Al2O3.
74 Hoofdstuk 11
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 74
0,175 × 100
= 15%
1,18
d pH = 12,3
pOH = 14,0 − 12,3 = 1,7
pOH = 1,7 = −log [OH−]
[OH−] = 2 ∙ 10−2 mol L−1
e In calciumsulfaat komen geen deeltjes voor die
zure eigenschappen hebben. Daarom kan gips de
pH niet verlagen.
f Als calciumsulfaat aan de rode modder wordt
toegevoegd, wordt het CaSO4 ∙ 2H2O doordat het
kristalwater opneemt en hard wordt. Dan kan de
rode modder zich niet verder verspreiden.
3
a 1 Meestal zal een fabriek met een continuproces
een grotere productiecapaciteit hebben dan een
fabriek met een batchproces. Om economische
redenen kun je voor de productie van grote
hoeveelheden liever een continuproces
ontwerpen omdat je daarmee veel kunt
besparen op de arbeidskosten.
2 Voor een continuproces zijn de
investeringskosten hoger. Er is een
duurdere installatie nodig, omdat bijna alles
geautomatiseerd is.
3 Bij een batchproces is vaak weinig
geautomatiseerd. Dus meer handbediening
en per eenheid product meer arbeidsplaatsen
(batchprocessen hebben meestal een kleinere
productiecapaciteit).
4 Hier valt weinig over te zeggen. Het is voor
beide type processen van essentieel belang. Bij
een continuproces wordt vrijwel alles helemaal
automatisch geregeld.
5 Een batchproces is vaak veel flexibeler wat
betreft aard en hoeveelheid van het product,
omdat het niet geautomatiseerd is.
b Het ijzer is voor de pijl een element, na de pijl is er
Fe3+ ontstaan: Fe heeft elektronen afgestaan en is
daarom een reductor.
© Noordhoff Uitgevers bv
06/05/14 1:09 PM
c Uit de informatie blijkt dat je moet koelen om
de reactietemperatuur constant te houden. Dat
betekent dat er tijdens het proces warmte vrijkomt:
het proces is exotherm.
FeCl2
d 4 C6H5NO2(l) + 9 Fe(s) + 4 H2O(l)
4 C6H5NH2(l) + 3 Fe3O4(s)
2000 kg C6H5NO2 = 2000 ∙ 103 g C6H5NO2 =
x mol C6H5NO2
Molaire massa C6H5NO2 = 123,12 g mol−1
x=
2000·103 × 1,000
= 1,624 ∙ 104 mol C6H5NO2
123,12
Molverhouding C6H5NO2 : Fe = 4 : 9 = 1,624 ∙ 10−4 : y
y=
9 × 1,624·104
= 3,655 ∙ 104 mol Fe = z g Fe
4
Molaire massa Fe = 55,85 g mol−1
3,655·104 × 55,85
= 2,041 ∙ 106 g Fe =
1,000
2,041 ∙ 103 kg Fe
z=
e Filtreren berust op verschil in deeltjesgrootte.
Destilleren berust op verschil in kookpunt.
f Zie figuur 11.8.
g FeCl2 en H2O
h Atoomeconomie gewenste reactieproduct =
massa gewenste reactieproduct (theoretisch)
× 100%
massa beginstof (fen)
FeCl2
4 C6H5NO2(l) + 9 Fe(s) + 4 H2O(l)
4 C6H5NH2(l) + 3 Fe3O4(s)
Molverhouding: 4 : 9 : 4 : 4 : 3
Massaverhouding: 492,48 : 502,61 : 72,060 :
372,50 : 694,59
i
E=
massa beginstoffen − massa gewenst product (praktijk)
massa gewenst product (praktijk)
Omdat we er in deze opgave van uit zijn gegaan
dat het rendement 100% is, mag je de massa van
het gewenste product (praktijk) gelijk stellen aan de
massa van het gewenste product (theoretisch).
E=
(492,48 + 502,61 + 72,060) − 372,50
= 1,8648
372,50
j
Je kunt het aminobenzeen uit het water halen door
middel van:
1 extractie met nitrobenzeen; voordat het verse
nitrobenzeen in de reactor komt wordt het
afvalwater hiermee geëxtraheerd.
2 destillatie. In de praktijk wordt geëxtraheerd
met nitrobenzeen, omdat destillatie een veel
duurdere methode is.
k De bijproducten met een kookpunt van boven de
200 °C kunnen worden gewonnen door middel van
destillatie. Dit kan het beste onder verminderde
druk gebeuren. De kookpunten komen dan lager
te liggen, wat twee voordelen heeft:
1 geen kans op ontleding (bij hogere temperatuur
gebeurt dit wel, bij lagere temperatuur niet)
2 er hoeft minder hoog verwarmd te worden, dit
spaart energie.
FeCl2, H2O
Fe, C6H5NO2
reactie
filtratie
Fe3O4
scheiding
H2O, FeCl2
C6H5NH2
destillatie
H2O
Atoomeconomie aniline =
372,50
× 100% = 34,906%
492,48 + 502,61 + 72,060
© Noordhoff Uitgevers bv
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_Ch11.indd 75
C6H5NH2
11.8
Duurzaam produceren 75
06/05/14 1:09 PM
Verantwoording
Colofon
Omslagontwerp: Lava, Amsterdam, Foto omslag: Andrew Lambert/SPL/ANP - Rijswijk
Ontwerp binnenwerk: Marieke Zwartenkot, Amsterdam, i.s.m. Robin Peterman, Oss
Opmaak: Integra Software Services, India
© 2014 Noordhoff Uitgevers, Groningen, The Netherlands.
Deze uitgave is gedrukt op FSC-papier.
0 / 14
© 2014 Noordhoff Uitgevers bv, Groningen/Houten, The Netherlands
Behoudens de in of krachtens de Auteurswet van 1912 gestelde uitzonderingen mag niets uit deze uitgave 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 reprografische verveelvoudigingen uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikel
16h Auteurswet 1912 dient men de daarvoor verschuldigde vergoedingen te voldoen aan Stichting Reprorecht (Postbus 3060,
2130 KB Hoofddorp, www.reprorecht.nl). Voor het overnemen van (een) gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers
en andere compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet 1912) kan men zich wenden tot Stichting PRO (Stichting Publicatie- en
Reproductierechten Organisatie, Postbus 3060, 2130 KB Hoofddorp, www.stichting-pro.nl).
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted, in any form or by
any means, electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise without prior written permission of the publisher..
ISBN 978-90-11-11376-3
243348_CHEM 4ED UW 5 HAVO_BM.indd 1
243348
06/05/14 1:10 PM