CLAUDY Boorhydride

MINISTERIE VAN ONDERWIJS
EN VOLKSONTWIKKELING
UNIFORM EINDEXAMEN VWO 2010
VAK
: SCHEIKUNDE
DATUM : 24 JUNI 2010
TIJD
: 07.15 – 10.15 UUR
Aantal opgave bij dit vak : 4
Aantal pagina’s
:4
Controleer zorgvuldig of alle pagina’s in de goede volgorde aanwezig zijn.
Neem in geval van een afwijking onmiddellijk contact op met een surveillant.
calculator en Binas toegestaan
SUCCES
Opgave 1 ( 25 pnt )
Veel oplossingen die gebruikt worden bij het ontwikkelen van fotografisch
materiaal bevatten vaak genoeg zilverionen. Om zilver uit deze oplossingen terug
te winnen laat men de zilverionen eerst neerslaan tot zilverchloride. Daarna voegt
men een kleurloze natriumboorhydride-oplossing toe. Bij deze reactie wordt in
basisch milieu de BH4- ionen omgezet in BO2- ionen en slaat zilver neer.
a.
b.
Geef met halfreacties, de somvergelijking voor de reactie van zilverchloride met
natriumboorhydride zoals boven beschreven.
Als men een natriumboorhydride oplossing enige tijd laat staan, treedt er
hydrolyse op. Bij deze omzetting worden de BH4- ionen ook omgezet in BO2- ionen
en ziet men langzaam gasbelletjes ontstaan.
Leg met behulp van een reactievergelijking uit, welk gas er bij deze hydrolyse
vrijkomt.
Van een natriumboorhydride oplossing die twee dagen heeft gestaan, gaat men
onderzoeken hoeveel mol natriumboorhydride in de oplossing aanwezig is. Voor dit
onderzoek voert men de volgende proef in zuur milieu uit:
Stap 1: Aan 10,0 ml van een 0,20 M natriumboorhydride-oplossing, wordt een
0,10 M kaliumjodaat-oplossing toegevoegd, waarbij de volgende reactie
plaatsvindt:
8 IO3-(aq) + 5 BH4- (aq) + 8H+ (aq) → 4I2 (aq) + 5 BO2- (aq) + 14 H2O
Stap 2: Als alle BH4- -ionen zijn omgezet, wordt er getitreerd met een natriumthiosulfaat
oplossing. Halverwege de titratie wordt wat zetmeel toegevoegd. Daarna wordt
verder getitreerd tot het eindpunt is bereikt. Er is 31,00 ml natriumthiosulfaatoplossing verbruikt.
1
vervolg opgave 1
c.
d.
e.
f.
Geef de halfreactie van de oxidator uit stap 1.
Is er in stap 2 sprake van een direkte, indirekte-of een terugtitratie? Motiveer je
antwoord.
Wat zijn de waarnemingen met betrekking tot kleursverandering tijdens het
verloop van de titratie?
Bereken de molariteit van de gebruikte natriumthiosulfaat-oplossing.
Opgave 2 ( 26 pnt )
Bij het maken van wijn, wordt uit een mengsel van aanwezige suikers,
voornamelijk glucose en fructose, naast ethanol ook zuren gevormd. In het
ontstane mengsel zijn ook zouten en aromaten aanwezig. Eerst vindt de
alcoholische gisting plaats, waarbij ethanol en een gas dat voor het ontstaan van
de bubbels in de wijn zorgt, ontstaan.
a.
Verklaar met een berekening of de omzetting van glucose in ethanol, een endoof exotherm proces is. Gegeven : de vormingsenthalpie van glucose bedraagt
-12,61.105Jmol-1.
Zuren geven een bepaalde smaak aan wijn; een wijnboer kan extra zuren (vnl.
appelzuur, melkzuur en citroenzuur) aan zijn wijn toevoegen. Indien er te weinig
van deze zuren in de wijn aanwezig zijn, kunnen schadelijke bacteriën zich
vermenigvuldigen en met zuurstof uit de lucht, azijnzuur aanmaken. Hierdoor zal
de wijn zuur smaken door het gevormde azijnzuur.
b.
Bereken de molariteit van de gevormde azijnzuuroplossing, indien het ethanol
gehalte in één liter wijn, 12 massa% bedraagt. ( gebruik voor de dichtheid van de
gevormde azijnzuuroplossing 0.95 g ml-1 )
Behalve glucose komen er in alle vruchten natuurlijk ook aminozuren voor. Een
voorbeeld hiervan is het 2-amino-3 methylbutaanzuur. Dit aminozuur wordt door
vergisten omgezet in isoamylalcohol (2-amino-3-methyl-1-butanol)
c.
Geef de halfreaktie voor deze omzetting in structuurformules weer.
d.
Indien de klant de vollere smaak van isoamylalcohol niet wil, moet deze verwijderd
worden.
Leg uit welke methode geschikt is om isoamylalcohol uit wijn te verwijderen.
Na een grauw wijnseizoen met weinig zonlicht kan een wijnboer suikers, die in de
druif aanwezig zouden zijn, toevoegen tijdens de vergisting om meer alcohol en
smaak elementen te verkrijgen. Om dit te controleren wordt de samenstelling van
de in wijn aanwezige aminozuren bepaald. De aminozuursamenstelling van een
wijn is een soort vingerafdruk van die bepaalde wijn. Deze samenstelling van wijn
wordt bepaald met de ninhydrine test. Bij deze test worden de verschillende
aminozuren eerst gescheiden en dan gekleurd met de stof ninhydrine.
2
vervolg opgave 2
Ninhydrine reageert met het stikstofatoom van een aminozuur tot de vorming van
een stof met een paarsblauwe kleur. Hierbij zal het stikstof-atoom van het
aminozuur gaan koppelen aan het reactieve C-atoom (C* in de tekening)
O
van ninhydrine.
C
*C
O
C
O
Er ontstaat een verbinding met de volgende karakteristieke groep R C N R
De eerste R-groep stelt ninhydrine voor en de laatste R het aminozuur.
e.
Geef in een vergelijking met structuurformules, de reaktie tussen ninhydrine en
amino-ethaanzuur waarbij er ook water vrijkomt.
Er is echter één aminozuur (zie Binas tabel 67 C over aminozuren) die in reactie
met ninhydrine in plaats van een blauw product, een geelbruin product vormt. Dit
aminozuur is proline.
f.
Verklaar waarom proline in reaktie met ninhydrine een product met een andere
kleur vormt.
Opgave 3 ( 22 pnt )
In ieder centrum waar röntgenonderzoek plaats vindt wordt lood gebruikt als
bescherming tegen radioaktieve straling. Dit lood wordt verkregen uit het erts
galena, dat naast loodsulfide ook zink- en kopersulfide bevat. Bij de verwerking
van galena (waarbij het erts opgelost wordt) is alleen het lood belangrijk en wordt
de rest afgevoerd in afvalmeren. De vloeistof in het afvalmeer bevat dan relatief
gezien veel koper-en zinkionen.
a.
Leg uit dat de vloeistof in het afvalmeer zuur is.
De afvalmeren worden bij voorkeur aangelegd in gebieden met schelpritsen. Het
komt weleens voor dat de opgeworpen wanden van de schelpritsen gaan lekken.
b.
Leg aan de hand van een reaktievergelijking uit hoe het komt dat de
opgeworpen wanden kunnen gaan lekken.
Om het afvalwater te neutraliseren kan gebruik worden gemaakt van soda
( natriumcarbonaat ). Alvorens dit in de praktijk uit te voeren, wordt eerst op
labschaal uitgetest hoeveel soda nodig zal zijn.
3
Vervolg opgave 3
De condities op labschaal zijn:



2 liter afvalwater moet geneutraliseerd worden, waarbij 50% (volume) bestaat
uit vaste, niet zure bestanddelen;
De pH van de te neutraliseren vloeistof bedraagt 3,0;
De te gebruiken soda is alleen verkrijgbaar in de vorm van Na2CO3.10H2O;
b.
Bereken hoeveel mg soda nodig is op labschaal, uitgaande van bovenstaande
gegevens.
c.
Leg goed uit welke indicator gebruikt kan worden om aan te tonen dat het
afvalwater geneutraliseerd is.
Dankzij bacteriën wordt chalcoliet of kopersulfide door zuurstof uit de lucht en
water omgezet tot een oplossing die, naast Cu2+-ionen ook SO42--ionen bevat.
Deze omzetting is een redoxreaktie.
d.
Geef de totale reaktievergelijking met behulp van halfreakties weer voor de
omzetting van chalcociet door zuurstof en water.
Opgave 4 (17 pnt )
Waterstofperoxide kan zowel als reductor en als oxidator optreden. Een student
wil een nieuwe batterij bedenken en experimenteert met middelen uit zijn
keukenkastje. In het keukenkastje zitten onder andere keukenzout, soda en
waterstofperoxide.
a. Leg uit welke van de stoffen uit zijn keukenkastje hij kan gebruiken om een
batterij te maken.
Voor de batterij heeft hij nog koolstofstaafjes, wat koperdraad, agar agar , een
plastic slangetje en een lampje nodig.
b. Maak een schets van de opstelling. Benoem hierbij alle onderdelen uit de
tekening.
c. Geef de vergelijking van de reakties die optreden.
Helaas, het lampje brandt nog niet. Hij voegt dan een beetje verdund
zwavelzuur toe.
d1. Waaraan voegt hij zwavelzuur toe?
d2. Leg uit waarom.
Cijfer=
score + 10
Einde
10
4