Bij het maken van wijn wordt uit het mengsel van de aanwezige

MINISTERIE VAN ONDERWIJS
EN VOLKSONTWIKKELING
UNIFORM HEREINDEXAMEN VWO 2010
tevens IIe ZITTING STAATSEXAMEN 2010
VAK
: SCHEIKUNDE
DATUM : 26 JULI 2010
TIJD
: 07.15 – 10.15 UUR
Aantal opgave bij dit vak : 4
Aantal pagina’s
:3
Controleer zorgvuldig of alle pagina’s in de goede volgorde aanwezig zijn.
Neem in geval van een afwijking onmiddelijk contact op met een surveillant.
Calculator en Binas toegestaan
Opgave 1 ( 26 pnt )
Op verjaardagen en vooral bij de inluiding van het nieuwe jaar wordt vaak champagne
gedronken. Champagne bevat onder andere ethanol, die is ontstaan doordat glucose een
vergistingsproces heeft ondergaan.
a.
Laat in een reaktievergelijking zien hoe ethanol uit glucose is ontstaan.
Champagne heeft vaak een zure smaak vanwege de aanwezige zuren in de drank. De
structuurformule van één van deze zuren wordt alsvolgt voorgesteld:
O
HO C
C C
O
C OH
OH
b.
c.
Geef van de bovenstaande structuur de systematische naam.
Leg uit of deze stof een spiegelbeeld isomeer heeft.
Als een fles champagne van 1 liter een tijdje heeft opengestaan, kan de vloeistof door het
ontstaan van azijnzuur, zuur smaken. Het azijnzuur wordt gevormd doordat zuurstof uit
de lucht met ethanol reageert o.i.v. bacteriën.
Nadat de fles is opengedaan wordt deze naderhand weer dichtgemaakt met een kurk.
Hierdoor ontstaat een evenwicht tussen zuurstof in de vloeistof en zuurstof in de lucht
boven de vloeistof.
Het molair volume bij de heersende omstandigheden is gelijk aan 25 dm3 mol-1. ( Lucht
bevat 20 volumeprocent zuurstof).
Bij 25 °C is de evenwichtsconstante voor dit evenwicht gelijk aan 33.
d1 .
Geef de evenwichtsvoorwaarde voor het evenwicht.
d2.
Een derde deel van de inhoud van 750 ml champagne wordt uit de fles geschonken.
Bereken de concentratie zuurstof in de overgebleven vloeistof.
e.
Bereken hoeveel mg zuurstof in totaal aanwezig is in de champagnefles.
f.
Motiveer of er minder, meer of evenveel zuurstof in de champagne zal oplossen indien
de druk in de champagnefles wordt verlaagd.
Opgave 2 ( 19 pnt )
a.
b.
c.
De kleur van oplossingen wordt bepaald door de aanwezigheid van sommige ionen. Zo
heeft een koper(II)nitraat-oplossing een lichtblauwe kleur. Indien er aan zo’n oplossing
overmaat ammonia wordt toegevoegd krijgt de oplossing een donkerblauwe kleur. Men
neemt aan dat de donkerblauwe kleur wordt veroorzaakt door de ionen van het
koperammoniak complex. In dit complexe ion wordt het metaalion omringd door vier
ammoniakmolekulen.
Laat middels een reactievergelijking zien hoe dit complexe ion ontstaat.
Teken met behulp van bovenstaande gegevens de ruimtelijke structuur van het complexe
koper-ion, waarbij er een gelijkmatige omringing om het centraal metaalion ontstaat.
Bij een complexe-ion wordt het metaalion omringd door een aantal molekulen of ionen.
Het aantal molekulen of ionen noemt men het omringingsgetal p.
Geef een verklaring voor het feit dat bij het koperammoniak complexe-ion, het
ammoniakmolekuul als molekulaire stof toch een binding heeft kunnen vormen met het
Cu2+ ion.
Het omringingsgetal van een metaalion wordt bepaald door het aantal electronen dat het
metaalion kan opnemen. Dit aantal is bereikt wanneer het metaalion evenveel elektronen
bevat als een edelgas uit dezelfde periode van het metaal ion. De electronen die zorgen
voor de binding tussen het metaal ion en ammoniak worden geheel geleverd door
ammoniak. Elk ammoniak molekuul levert hierbij twee electronen voor de binding. Een
voobeeld:
Co heeft atoomnummer 27 en heeft dus 27 electronen. Het Co3+ion heeft drie electronen
minder waardoor het dus 24 electronen heeft. Het nabij gelegen edelgas is Krypton ( Kr ).
Kr heeft atoomnummer 36 en heeft 36 electronen. Om op hetzelfde aantal electronen te
komen als Kr moeten er bij Co3+ nog 36 -24 =12 electronen. Dit levert dus 12:2 is 6
bindingen met ammoniak. Het omringingsgetal is dus gelijk aan 6. Het ion is dan
Co(NH3)63+.
d.
e.
Bereken nu welke waarde p moet hebben in Cd(NH3)p2+ .
Complexe ionen komen behalve in de anorganische chemie ook in de organische chemie
voor. Zo kan het zilverion ook een complex vormen met ammoniak tot het
zilverammoniakcomplex. Deze stof blijkt een goed oxidatiemiddel te zijn.
Laat m.b.v. een reactievergelijking zien hoe het zilverammoniakcomplex zich gedraagt
in reaktie met butanal.
Opgave 3 ( 30 pnt )
Alkoholen kunnen soms op dezelfde manier reageren als de alkoxyalkanen. Zo kan
zowel ethanol als ethoxyethaan reageren met waterstofbromide. Het mechanisme voor
de reactie van ethoxyethaan met waterstofbromide kan als volgt worden beschreven:
Stap 1: Een molekuul ethoxyethaan neemt een proton op, waarbij een
diëthyloxoniumion ontstaat:
H
O
+
C
C
C
C
O
+ HBr
ethoxyethaan
C
C
C
C
+ Br
diëthyloxoniumion
-
vervolg opgave 3
Stap 2:
Het bromide-ion gaat zich binden aan een C-atoom welke gebonden is aan het
zuurstofatoom van het diëthyloxoniumion. Hierbij wordt gelijktijdig een
ethanolmolekuul afgesplitst.
a. Geef de reactievergelijking van stap 2 weer met structuurformules.
Bij de reactie van methoxyethaan met waterstofbromide volgens bovenstaand
mechanisme kunnen er uiteindelijk vier reactieproducten ontstaan.
b. Geef de namen van deze vier producten.
Op dezelfde manier kan ethanol reageren met waterstofbromide, waarbij men
veronderstelt dat in stap 1 eerst een ethyloxoniumion ontstaat. Dit ion zal dan verder
met het bromide-ion reageren volgens stap 2.
c. Teken de structuur van het ethyloxoniumion.
d. Leg aan de hand van reactievergelijkingen uit welke twee producten zullen ontstaan uit
de reactie van ethanol en waterstofbromide.
Ethanol wordt vaak genoeg samen met water als oplosmiddel gebruikt voor het
oplossen van organische verbindingen. Om een oplossing van 3-broom-3fenylpropaanzuur te bereiden, gebruikt men dan ook een mengsel van ethanol en
water.
e. Leg uit waarom een ethanol-watermengsel een beter oplosmiddel is dan zuiver water
voor 3-broom-3-fenylpropaanzuur.
Aan bovenstaande oplossing wordt een overmaat verzadigde
natriumwaterstofcarbonaat oplossing toegevoegd. Er vindt een snelle gasontwikkeling
plaats, welke toe te schrijven is aan een zuurbase reactie. De Kz van 3-broom-3fenylpropaanzuur is 4,7 x 10-5.
f. Geef de vergelijking van de zuurbase reactie die heeft plaatsgevonden.
g. Bereken de pH van een 0,10 M natrium-3-broom-3-fenylpropanoaat oplossing.
Opgave 4 ( 15 pnt )
In een electrochemische cel blijkt waterstofsulfide in oplossing de stroom goed te
geleiden. In twee bekerglazen A en B wordt in bekerglas A een ijzer(III)nitraatoplossing en in bekerglas B gedestilleerd water waarin waterstofsulfidegas geleid wordt,
gedaan. In elk van beide bekerglazen is een koolstof electrode geplaatst. Deze
electroden zijn via een voltmeter met elkaar verbonden. Als de stroomkring gesloten
wordt door een zoutbrug is er een potentiaal verschil af te lezen op de voltmeter.
a. Maak een tekening van deze cel.
b. Leg uit in welk bekerglas de positieve electrode zit.
c. Geef de vergelijking van de reactie die bij de negatieve electrode optreedt.
Indien er in één van de bekerglazen enkele druppels kaliloog toegevoegd wordt, slaat
de voltmeter verder uit.
d. Leg uit in welk bekerglas de kaliloog is toegevoegd.
Cijfer =
score  10
10
EINDE