# Eindexamen Scheikunde HAVO 2009 tijdvak 2

> Openbaar eindexamen. Bekijk en oefen het examen: https://slimmeexamens.nl/examens/havo/scheikunde/2009/tijdvak-2

## Vragen in dit examen

### Vraag 1 – Opgave 1

### Vraag 2 – Opgave 2

### Vraag 3 – Opgave 1

### Vraag 4 – Opgave 2

### Vraag 5 – Opgave 1

### Vraag 6 – Opgave 2

### Vraag 7 – Opgave 1

### Vraag 8 – Opgave 1

### Vraag 9 – Opgave 2

### Vraag 10 – Opgave 2

### Vraag 11 – Opgave 2

### Vraag 12 – Opgave 1

### Vraag 13 – Opgave 2

### Vraag 14 – Opgave 2

### Vraag 15 – Opgave 2

### Vraag 16 – Opgave 2

### Vraag 17 – Opgave 1

### Vraag 18 – Opgave 2

### Vraag 19 – Opgave 2

### Vraag 20 – Opgave 2

### Vraag 21 – Opgave 1

### Vraag 22 – Opgave 1

### Vraag 23 – Opgave 1

### Vraag 24 – Opgave 2

### Vraag 25 – Opgave 1

### Vraag 26 – Opgave 1

### Vraag 27 – Opgave 1

### Vraag 28 – Opgave 2

### Vraag 29 – Opgave 1

### Vraag 30 – Opgave 1

### Vraag 31 – Opgave 1

### Vraag 32 – Opgave 2

### Vraag 33 – Opgave 1

### Vraag 34 – Opgave 1

### Vraag 35 – Opgave 2

### Vraag 36 – Opgave 2

### Vraag 37 – Opgave 2

### Vraag 38 – Opgave 1

### Vraag 39 – Opgave 2

## Opgaven (tekst van het examen)

### Pagina 1

Examen HAVO
2009
tijdvak 2
woensdag 24 juni
13.30 - 16.30 uur
scheikunde
scheikunde
tevens oud programma
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

Dit examen bestaat uit 39 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 81 punten te behalen.
Voor elk vraagnummer staat hoeveel punten met een goed antwoord behaald kunnen
worden.
Als bij een vraag een verklaring, uitleg, berekening of afleiding gevraagd wordt, worden aan
het antwoord meestal geen punten toegekend als deze verklaring, uitleg, berekening of
afleiding ontbreekt.
Geef niet meer antwoorden (redenen, voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd. Als er
bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd en je geeft meer dan twee redenen, dan worden
alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld.
947-1028-a-HA-2-o

### Pagina 2

Kernfusie

In een krantenartikel over een experimentele kernfusie reactor in Frankrijk wordt het kernfusieproces schematisch weergegeven (zie figuur 1). Alle protonen en neutronen in de getekende kernen zijn zichtbaar. Het weergegeven proces wordt in het krantenartikel ook beschreven (zie tekstfragment 1). In de toekomst moeten kernfusieactoren energie leveren aan het elektriciteitsnet.

figuur 1

[FIGUUR: Schematische weergave van een kernfusieproces. Lithium en Tritium fuseren tot Helium en een neutron, waarbij energie vrijkomt. De deeltjes (protonen en neutronen) en de reactie zijn weergegeven.]

tekstfragment 1

Een zon op aarde

De grondstoffen voor de kernfusie zijn lithium en deuterium. Het lithium wordt eerst bestraald met neutronen, waardoor elke kern uiteenvalt in drie tritiumkernen. Het lithium wordt vervolgens met deuterium gemengd en in de reactor gespoten. Die is zo heet dat atoomkernen en elektronen van elkaar worden gescheiden. De tritiumkernen smelten samen met deuteriumkernen, waarbij heliumkernen en neutronen ontstaan. De energie die ontstaat, wordt omgezet in elektriciteit. De neutronen worden opgevangen en weer gebruikt om lithium te bestralen. Per saldo ontstaan er geen neutronen.

naar: de Volkskrant

947-1028-a-HA-2-o 2 lees verder ► ► ►


### Pagina 3

Tritiumkernen en deuteriumkernen zijn kernen van atomen die tot hetzelfde
element behoren.

2p 1 Wat is de naam van dat element? Geef een verklaring voor je antwoord met
behulp van informatie uit figuur 1 en het periodiek systeem.

In de natuur komen lithiumatomen met massagetal 6 (Li-6) en massagetal 7
(Li-7) voor. Uit figuur 1 kan worden afgeleid of in het beschreven proces Li-6
dan wel Li-7 wordt gebruikt.

2p 2 Leg aan de hand van figuur 1 uit of in het beschreven proces Li-6 dan wel Li-7
wordt gebruikt.

2p 3 Hoeveel neutronen zijn nodig om één lithiumkern om te zetten tot tritiumkernen?
Geef een verklaring voor je antwoord met behulp van gegevens uit figuur 1 en/of
tekstfragment 1.

1p 4 Is kernfusie een endotherm of een exotherm proces? Geef een verklaring voor je
antwoord.

947-1028-a-HA-2-o 3 lees verder

### Pagina 4

Papier en (afval)water

Papier bestaat grotendeels uit vezels (cellulose). De binding tussen de papiervezels wordt verkregen door waterstofbruggen tussen de hydroxylgroepen die in cellulose aanwezig zijn. Hieronder staat zo'n cellulosemolecuul schematisch weergegeven:

[FIGUUR: Schematische weergave van een cellulosemolecuul met hydroxylgroepen en waterstofbruggen.]

2p 5 Op de uitwerkbijlage staan twee cellulosemoleculen schematisch weergegeven. Teken tussen deze moleculen twee waterstofbruggen. Teken de waterstofbruggen als...

Om de kwaliteit van het papier te verbeteren, worden doorgaans vulstoffen en hulpstoffen toegevoegd. Zo kan titaanwit (titaan(IV)oxide) worden toegevoegd om het papier minder doorzichtig te maken. Voor het verhogen van de beschrijfbaarheid van het papier wordt vaak calciumcarbonaat toegevoegd.

1p 6 Geef de formule van titaanwit.

Ongeveer vijfenzestig procent van het papier dat in Nederland wordt geproduceerd, wordt gemaakt uit oud papier. Oud papier wordt in draaiende trommels gemengd met water en vermalen tot pulp. Het gebruikte water wordt tijdens het proces verontreinigd. De verontreiniging wordt voor een groot deel veroorzaakt door het vrijkomen van zetmeel, dat als bindmiddel aan het papier werd toegevoegd. In het water wordt zetmeel gehydrolyseerd tot glucose.

3p 7 Geef de reactievergelijking van de volledige hydrolyse van zetmeel tot glucose in molecuulformules. Gebruik als formule voor een molecuul zetmeel ($C_6H_{10}O_5$)$_n$.

Glucose wordt onder invloed van bacteriën omgezet tot organische zuren. Een van deze zuren is butaanzuur, een stof met een onaangename geur. De in het proceswater gevormde zuren reageren langzaam met calciumcarbonaat, dat in de pulp aanwezig is.

2p 8 Geef de structuurformule van butaanzuur.

3p 9 Geef de reactievergelijking van de reactie van calciumcarbonaat met een zuur. Gebruik voor het zuur de notatie H$^+$. Neem aan dat het zuur in overmaat aanwezig is.

947-1028-a-HA-2-o 4 lees verder ►►►

### Pagina 5

Het verontreinigde afvalwater wordt gereinigd en opnieuw in het productieproces
gebruikt.
In een papierfabriek is men gestart met een nieuw, verbeterd proces om het
afvalwater te reinigen. In tabel 1 staat weergegeven hoe de gemiddelde
samenstelling van het gereinigde afvalwater door het verbeterde
reinigingsproces is veranderd.
tabel 1
Gemiddelde samenstelling van het gereinigde afvalwater

[FIGUUR: Tabel met twee kolommen: 'concentratie bij het oude proces (g L⁻¹)' en 'concentratie bij het nieuwe proces (g L⁻¹)', en zeven rijen met aanwezige deeltjes (Ca²⁺, Cl⁻, ethaanzuur, propaanzuur, butaanzuur, melkzuur, overige verontreinigingen) en bijbehorende concentraties.]

Om de kwaliteit van het gereinigde afvalwater te bepalen, wordt onder andere
het elektrisch geleidingsvermogen gemeten. Dit geleidingsvermogen blijkt door
de invoering van het nieuwe reinigingsproces sterk te zijn afgenomen.

1p 10 Leg uit, aan de hand van tabel 1, dat het elektrisch geleidingsvermogen van het
gereinigde afvalwater is afgenomen door het in gebruik nemen van het nieuwe
proces. Neem hierbij aan dat de ‘overige verontreinigingen’ geen bijdrage
leveren aan het elektrisch geleidingsvermogen.

Bij het nieuwe proces wordt meer butaanzuur verwijderd dan bij het oude
proces. Bij beide processen wordt $50$ $m^3$ water per uur gereinigd.

2p 11 Bereken hoeveel gram butaanzuur, per uur, extra wordt verwijderd bij het
nieuwe proces.

947-1028-a-HA-2-o 5 lees verder ►►►

### Pagina 6

Zwaveltzuur uit zinkerts

Het bedrijf Nyrstar Budel in Noord-Brabant is een belangrijke producent van het
metaal zink. De grondstof voor zink is zinkerts, dat vooral uit zinksulfide (ZnS)
bestaat. Eén van de eerste stappen in de productie van zink is het verhitten van
zinkerts met zuurstof. Hierbij ontstaan zinkoxide en zwaveldioxide.

2p 12 Geef de vergelijking van deze reactie van zinksulfide met zuurstof.

Het ontstane zwaveldioxide mag niet in de lucht terecht komen, omdat het zure
regen veroorzaakt. Daarom zet het bedrijf het zwaveldioxide om tot zwavelzuur.
De omzetting van zwaveldioxide tot zwavelzuur verloopt in een aantal stappen.
De eerste stap is de reactie van zwaveldioxide met zuurstof. Hierbij ontstaat het
gas zwaveltrioxide ($SO_3$). Deze reactie is een evenwichtsreactie, waarbij het
evenwicht zich normaal gesproken erg langzaam instelt.

2p 13 Geef de vergelijking van het evenwicht tussen zwaveldioxide, zuurstof en
zwaveltrioxide.

1p 14 Leg uit of dit een homogeen evenwicht, een heterogeen evenwicht of een
verdelingsevenwicht is.

In de buitenlucht wordt de reactie van zwaveldioxide met zuurstof gekatalyseerd
door metaalionen die in de muren van gebouwen aanwezig zijn. In de reactor
van de zwavelfabriek wordt een vaste katalysator gebruikt. Over deze
katalysator wordt, bij $280$ $°C$, een mengsel van zwaveldioxide en zuurstof geled.

2p 15 Noem twee oorzaken waardoor het evenwicht zich in de reactor sneller instelt
dan in de buitenlucht.

Doordat er een evenwicht ontstaat, wordt niet al het zwaveldioxide en alle
zuurstof in de reactor omgezet. Hierdoor ontstaat een mengsel van
zwaveldioxide, zuurstof en zwaveltrioxide. Dit mengsel wordt gekoeld tot $100$ $°C$.
Daarna komt het in een tweede reactor. In deze tweede reactor wordt
voortdurend zwavelzuur geleid. Het zwaveltrioxide reageert dan met het
zwavelzuur tot oleum ($H_2S_2O_7$). De vergelijking van deze reactie is:

$$SO_3 + H_2SO_4 \rightarrow H_2S_2O_7$$

Behalve deze reactie vindt ook een scheiding plaats: het zwaveldioxide en de
zuurstof wordt vanuit de tweede reactor teruggeleid naar de eerste reactor, het
oleum gaat naar een derde reactor. In de derde reactor reageert het oleum met
water, waarbij zwavelzuur ontstaat.

947-1028-a-HA-2-o 6 lees verder ► ► ►

### Pagina 7

Een vereenvoudigd blokschema voor de productie van zwavelzuur staat hieronder weergegeven.

blokschema
[FIGUUR: Blokschema van de productie van zwavelzuur. Zwaveldioxide en zuurstof gaan naar reactor 1. Uit reactor 1 komt zwaveltrioxide. Zwaveltrioxide en zwaveldioxide en zuurstof gaan naar reactor 2. Uit reactor 2 komen stoffen die via lijn 1 naar reactor 3 gaan. Lijn 2 komt uit reactor 2. Lijn 3 komt uit reactor 2. Uit reactor 3 komt zwavelzuur.]

2p 16 Geef de vergelijking van de reactie in de derde reactor.

3p 17 Geef de namen of formules van de stoffen die bij de nummers 1, 2 en 3 in het blokschema moeten worden vermeld.
Noteer je antwoord als volgt:
stof 1 is ...
stof 2 is ...
stof 3 is ...

947-1028-a-HA-2-o 7 lees verder ►►►

### Pagina 8

Aspergegeur

In een aspergeplant komen asparaginezuur en de ethylester van asparaginezuur voor. Van deze stoffen is maar weinig in de plant aanwezig. Toch zorgen ze voor de speciale smaak van asperges. De structuurformule van asparaginezuur ($C_4H_6O_2S_2$) wordt vaak als volgt schematisch weergegeven:
[FIGUUR: Structuurformule van asparaginezuur]

2p 18 Geef de complete structuurformule van asparaginezuur.

De ethylester van asparaginezuur is de ester die ontstaat bij de reactie van asparaginezuur met ethanol.

2p 19 Geef de structuurformule van de ethylester van asparaginezuur. Gebruik hiervoor bovenstaande schematische structuurformule.

Asparaginezuur wordt in het lichaam door enzymen afgebroken. Hierbij ontstaat methaanthiol ($CH_3SH$). Methaanthiol kan vervolgens worden omgezet tot andere zwavelhoudende verbindingen, zoals dimethyldisulfide. Zowel methaanthiol als dimethyldisulfide dragen bij tot de karakteristieke ‘aspergegeur’ van urine. Reeds een half uur na het eten van een portie asperges, waarin ongeveer 1 mg asparaginezuur zit, kan deze geur worden waargenomen.

3p 20 Bereken hoeveel mg methaanthiol maximaal kan ontstaan met de hoeveelheid zwavel die aanwezig is in 1,0 mg asparaginezuur.
Gebruik hierbij onder andere het gegeven dat de massa van een mol asparaginezuur 150,2 g is.

De omzetting van methaanthiol tot dimethyldisulfide is een redoxreactie. De vergelijking van de halfreactie waarin het dimethyldisulfide ontstaat, is hieronder onvolledig weergegeven. De elektronen ($e^-$) en de coëfficiënten zijn weggelaten.

$CH_3 - SH \rightarrow CH_3 - S - S - CH_3 + H^+$

3p 21 Neem deze vergelijking over. Zet aan de juiste kant van de pijl $e^-$ en maak de vergelijking kloppend.

2p 22 Is voor de omzetting van methaanthiol tot dimethyldisulfide een oxidator of een reductor nodig? Geef een verklaring voor je antwoord.

947-1028-a-HA-2-o 8 lees verder ► ► ►


### Pagina 9

Deze pagina is een opgaveblad voor een examen. Het behandelt scheikundige concepten gerelateerd aan het afbreken van asparaginezuur en de samenstelling en oplosbaarheid van een zout genaamd 'Jozo'. Visuele elementen zijn afwezig. De student wordt gevraagd om hypothesen te verklaren, berekeningen uit te voeren met betrekking tot oplosbaarheid en concentraties, en reactievergelijkingen op te stellen voor een redoxreactie. Specifieke concepten omvatten enzymatische afbraak, zoutensamenstelling (NaCl, KI), oplosbaarheid, dichtheid, ionenconcentraties, en redoxreacties met waterstofperoxide en zetmeelindicator.

### Pagina 10

Joeri schenkt een scheutje zetmeeloplossing bij de Jozo-oplossing en voegt
vervolgens een overmaat van een aangezuurde waterstofperoxide-oplossing
toe. De oplossing kleurt blauw. Er is dus jood ontstaan.
Tot verbazing van Joeri verdwijnt de blauwe kleur na enige tijd.
Hij bedenkt twee hypothesen voor het verdwijnen van de blauwe kleur:
1 Het ontstane jood reageert met een stof in de Jozo-oplossing.
2 Het zetmeel reageert met een stof in de Jozo-oplossing.
Joeri besluit deze hypotheses te onderzoeken. Hij voert de proef opnieuw uit en
zodra de blauwe kleur verdwijnt, voegt hij direct wat extra Jozo toe. De
oplossing krijgt opnieuw een blauwe kleur, die daarna weer verdwijnt.

3p 28 Leg uit, met behulp van Joeri's waarnemingen, welke van de genoemde
hypotheses, 1 of 2, in ieder geval onjuist is voor het verdwijnen van de blauwe
kleur.

2p 29 Beschrijf hoe Joeri kan onderzoeken of het antiklontermiddel een rol speelt bij
het verdwijnen van de blauwe kleur.

Bacteriële batterijen

tekstfragment 1

1 In het slib op de oceaanbodem bestaat een alternatieve wereld van micro-
2 organismen. Sommige van deze micro-organismen zijn bacteriën, die kunnen
3 leven in slib of grondwater waarin geen zuurstof aanwezig of beschikbaar is.
4 Deze bacteriën, geobacters genaamd, 'ademen' ijzer en halen hun energie uit
5 koolstofverbindingen. De geobacters gaan bijvoorbeeld groeien wanneer ze een
6 0,0010 molair azijnzuuroplossing toegediend krijgen.
7 „De geobacters gebruiken ijzer (dat in slib voorkomt) zoals wij zuurstof
8 gebruiken", zegt professor Lovley. „Zij leven van roest en azijn. Want azijnzuur
9 is een bruikbare energiebron. Azijn is vergelijkbaar met het voedsel dat wij eten
10 en ijzer is vergelijkbaar met zuurstof."
11 Onderzoek heeft aangetoond dat met geobacters elektriciteit geproduceerd kan
12 worden. Lovley's medewerkers zetten experimenten op waarbij grafietelektroden
13 in vervuild slib uit de haven van Boston gebruikt werden.
14 In het slib, dat op de bodem van een aquariumdak hadden aangebracht,
15 staken zij een grafietelektrode; de andere grafietelektrode werd in het water
16 erboven gehouden. Zij slaagden erin een klein lampje te laten branden. Volgens
17 Lovley zetten de geobacters zich af op het oppervlak van de grafietelektrode in
18 het slib. Daar breken de bacteriën de organische verbindingen in het slib af tot
19 azijnzuur. Vervolgens verzorgen de geobacters een elektronentransport van het
20 azijnzuur naar de elektrode. De stroomkring wordt gesloten door een draad naar
21 de tweede grafietelektrode in het water.

naar: Nature

947-1028-a-HA-2-o
10
lees verder

### Pagina 11

2p 30 Bereken hoeveel gram azijnzuur nodig is om 5,0 L van de azijnzuuroplossing
(regel 6) te maken.

De omzetting van azijnzuur (regels 7 tot en met 10) is een redoxreactie.
Azijnzuur is daarbij de reductor. De deeltjes die daarbij als oxidator optreden,
benoemt professor Lovley als "ijzer" en als "roest" ($Fe_2O_3$) (regels 7 en 8).

1p 31 Geef de chemische naam van $Fe_2O_3$. Maak hierbij gebruik van een Romeins
cijfer.

2p 32 Welke oxidator bedoelt professor Lovley: de ijzerdeeltjes uit roest of de
ijzerdeeltjes uit ijzer? Geef een verklaring voor je antwoord.

De geobacters zelf kunnen niet tegen zuurstof. In het slib komt geen zuurstof
voor. In de proefopstelling die wordt beschreven in de regels 14 tot en met 21
bevindt de 'tweede elektrode' zich wel in zuurstoftouwend water. Dit zuurstof
kan ook als oxidator reageren. De geobacters in het slib hebben geen last
hiervan.

3p 33 Geef een schematische tekening van de proefopstelling die wordt beschreven in
de regels 14 tot en met 21. Benoem de onderdelen van de cel en geef aan wat
tijdens de stroomlevering de positieve elektrode en wat de negatieve elektrode
is.

2p 34 Welk soort deeltjes verzorgen het ladingstransport door de verbindingsdraad
tussen de elektroden, en welk soort deeltjes verzorgen het ladingstransport door
de vloeistof tussen de elektroden?
Noteer je antwoord als volgt:
ladingstransport door verbindingsdraad: ...
ladingstransport door de vloeistof: ...

Let op: de laatste opgave van dit examen staat op de volgende pagina.

947-1028-a-HA-2-o 11 lees verder ► ► ►

### Pagina 12

Hortensia

tekstfragment 1

1 De kleuren van hortensia's zijn over het algemeen rood, roze en wit. De kleur
2 van de bloemen hangt echter af van de bodem: de meeste roze soorten kunnen
3 onder invloed van een aantal factoren verkleuren.
4 In (zure) aluminiumhoudende grond zullen de bloemen van de hortensia blauw
5 kleuren. De pH van de grond moet hiervoor lager zijn dan 5,1. In zure grond
6 kan de hortensia wel aluminium opnemen, in basische grond lukt dat niet.
7 Men kan eventueel aluminium toevoegen aan de grond. Er is bijvoorbeeld
8 speciale `Hortensia mest' voor blauwe hortensia's in de handel. Dit is een
9 meststof met aluminiumsulfaat of met aluin. Echter, wanneer hortensia's in
10 kalkrijke grond staan, zullen zij ook met deze ‘speciale’ meststoffen niet of
11 nauwelijks blauw worden.

naar: www.hovaria.com

35 Geef de formules van twee deeltjes die, naast water, in elk geval moeten
voorkomen in (zure) aluminiumhoudende grond (regels 4 tot en met 6).

1p 36 Bereken de $[\text{H}^+]$ die hoort bij een pH van 5,1.

De formule van aluin is $\text{KAl(SO}_4)_2 \cdot 12\text{H}_2\text{O}$.

2p 37 Geef de vergelijking voor het oplossen van aluin in water.

3p 38 Bereken het massapercentage aluminium in aluin. Geef je antwoord in vier
significante cijfers.

Kalkrijke grond bevat $\text{CaCO}_3$.

2p 39 Leg uit waarom hortensia's in kalkrijke grond niet blauw zullen kleuren
(regels 9 tot en met 11).

Bronvermelding
Een opsomming van de in dit examen gebruikte bronnen, zoals teksten en afbeeldingen, is te vinden in het bij dit examen
behorende correctievoorschrift, dat na afloop van het examen wordt gepubliceerd.

947-1028-a-HA-2-o*

einde