# Eindexamen Scheikunde HAVO 2015 tijdvak 1

> Openbaar eindexamen. Bekijk en oefen het examen: https://slimmeexamens.nl/examens/havo/scheikunde/2015/tijdvak-1

## Vragen in dit examen

### Vraag 1 – Opgave 2

### Vraag 2 – Opgave 2

### Vraag 3 – Opgave 2

### Vraag 4 – Opgave 1

### Vraag 5 – Opgave 2

### Vraag 6 – Opgave 1

### Vraag 7 – Opgave 1

### Vraag 8 – Opgave 1

### Vraag 9 – Opgave 2

### Vraag 10 – Opgave 2

### Vraag 11 – Opgave 2

### Vraag 12 – Opgave 2

### Vraag 13 – Opgave 1

### Vraag 14 – Opgave 2

### Vraag 15 – Opgave 1

### Vraag 16 – Opgave 2

### Vraag 17 – Opgave 1

### Vraag 18 – Opgave 1

### Vraag 19 – Opgave 2

### Vraag 20 – Opgave 1

### Vraag 21 – Opgave 1

### Vraag 22 – Opgave 1

### Vraag 23 – Opgave 1

### Vraag 24 – Opgave 1

### Vraag 25 – Opgave 2

### Vraag 26 – Opgave 2

### Vraag 27 – Opgave 2

### Vraag 28 – Opgave 2

### Vraag 29 – Opgave 2

### Vraag 30 – Opgave 1

### Vraag 31 – Opgave 2

### Vraag 32 – Opgave 2

### Vraag 33 – Opgave 2

### Vraag 34 – Opgave 2

### Vraag 35 – Opgave 1

### Vraag 36 – Opgave 2

## Opgaven (tekst van het examen)

### Pagina 1

Examen HAVO
2015
tijd vak 1
donderdag 21 mei
13.30 - 16.30 uur
scheikunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 35 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 77 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 er meer dan twee
redenen, dan worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld.
HA-1028-a-15-1-o

### Pagina 2

Mayonaise

We dopen onze frieten erin, maar het zit ook op menig broodje gezond of
in een salade: mayonaise. Mayonaise is een koude, witte saus op basis
van olie en eidooiers.
Olie (vet) bestaat voornamelijk uit glyceryltri-esters: esters van glycerol en
vetzuren. Een vereenvoudigde structuurformule van een glyceryltri-ester
die in mayonaise voorkomt is:

$$
\begin{array}{c}
\text{O} \\
\text{||} \\
\text{H}_2\text{C} - \text{O} - \text{C} - \text{C}_{17}\text{H}_{31} \\
\text{|} \\
\text{HC} - \text{O} - \text{C} - \text{C}_{17}\text{H}_{33} \\
\text{|} \\
\text{H}_2\text{C} - \text{O} - \text{C} - \text{C}_{17}\text{H}_{33} \\
\end{array}
$$

Hierin zijn verschillende typen vetzuren veresterd.
Vetzuren kunnen worden onderverdeeld in de volgende typen: verzadigd,
enkelvoudig onverzadigd en meervoudig onverzadigd.

2p 1 Beredeneer welk type of welke typen veresterde vetzuren in de hierboven
gegeven structuurformule aanwezig zijn.

Mayonaise is een stabiele emulsie van olie in water. Figuur 1 toont een
tekening die is gemaakt van een microscoop-opname van mayonaise.

figuur 1

[FIGUUR: Microscopische weergave van een emulsie met cirkelvormige druppels van verschillende groottes in een donkere achtergrond. Er zijn twee labels: "water" en "oliedruppeltje". Een schaalbalk onderaan geeft 76μm aan.]

76μm

2p 2 Leg uit of de weergave in figuur 1 een menging voorstelt op microniveau.

HA-1028-a-15-1-o 2 / 16 lees verder ►►►

### Pagina 3

Een emulgator is een stof die ervoor zorgt dat een emulsie stabiel blijft.
Eidooiier bevat de emulgator fosfatidylcholine. Een molecuul
fosfatidylcholine, dat een hydrofoob en een hydrofiel deel bevat, is
hieronder schematisch weergegeven.

[FIGUUR: Schematische weergave van een hydrofoob en een hydrofiel deel van een molecuul.]

In de uitwerkbijlage bij dit examen is een deel van figuur 1 schematisch en
vergroot weergegeven.

2p 3 Teken op de uitwerkbijlage drie moleculen fosfatidylcholine zodanig dat
uit de tekening de emulgerende werking van fosfatidylcholine blijkt. Teken
de moleculen fosfatidylcholine op eenzelfde manier als hierboven.

HA-1028-a-15-1-o 3 / 16 lees verder ►►►

### Pagina 4

Mayonaise is een zogenoemde dikmaker omdat oliën een hoge
energiewaarde hebben. In tabel 1 zijn de energiewaarden van de
hoofdbestanddelen van voedsel weergegeven.

tabel 1

| voedingsstof | energiewaarde (kJ g$^{-1}$) |
|---|---|
| vetten/oliën | 38 |
| koolhydraten | 17 |
| eiwitten | 17 |
| water | 0 |

In veel voedingsmiddelen, waaronder mayonaise, kan de aanwezige olie
gedeeltelijk vervangen worden door een stof met een lagere
energiewaarde. Zo'n stof noemt men een vetvervanger. Belangrijke
eigenschappen zoals uiterlijk, ‘mondgevoel’, smaak en geur moeten
daarbij wel behouden blijven. Maltodextrine, een koolhydraat, is een
voorbeeld van zo'n vetvervanger.

De algemene structuurformule van maltodextrine is weergegeven in
figuur 2.

figuur 2

[FIGUUR: Schematische weergave van de structuurformule van maltodextrine, een polymeer opgebouwd uit glucose-eenheden. De algemene formule $2 < n < 20$ wordt getoond.]

Maltodextrine kan drie keer zijn eigen massa aan water opnemen. Zo kan
10 g maltodextrine 30 g water binden. De maltodextrine-water gel die dan
ontstaat, kan gebruikt worden als vetvervanger voor de productie van
mayonaise-light.

3p 4 Bereken hoeveel watermoleculen gebonden zijn per molecuul
maltodextrine met $n = 5$. Gebruik het gegeven dat deze maltodextrine drie
keer zijn eigen massa aan water opneemt.

De energiewaarde van de maltodextrine-water gel is bijna negen keer zo
klein als van een hoeveelheid olie met dezelfde massa.

2p 5 Laat dit met een berekening zien. Maak hierbij onder andere gebruik van
tabel 1.

HA-1028-a-15-1-o 4 / 16 lees verder ►►►

### Pagina 5

Vocht in de vloer
Betonnen vloeren worden vaak afgewerkt met een laag zandcement.
Zandcement, een mengsel van zand, cement en water, wordt kort na het
mengen uitgegoten op de ruwe betonvloer en gladgestreken. Na verloop
van tijd wordt de zandcementlaag hard door reacties tussen het water en
de zouten waaruit cement bestaat. Eén van deze zouten kan worden
weergegeven met de formule $Ca_3SiO_5$. Als het zout $Ca_3SiO_5$ met water
reageert, ontstaat het zouthydraat $Ca_3Si_2O_7 \cdot 3H_2O$.

2p 6 Leg uit, aan de hand van de formules van de betrokken stoffen, of het
zouthydraat $Ca_3Si_2O_7 \cdot 3H_2O$ het enige reactieproduct is van de reactie
tussen $Ca_3SiO_5$ en water.

Door de reacties met de zouten uit het cement wordt een deel van het
water gebonden. De rest van het water is overtollig. Dit overtollige water
moet eerst verdampen voordat een houten vloer op het zandcement kan
worden gelegd.
Als de vloer minder dan 2,5 massaprocent water bevat, mag er een
houten vloer op worden gelegd. Het massapercentage water in een
zandcementlaag kan worden bepaald met behulp van de zogenoemde
calciumcarbide-methode (CCM).
Calciumcarbide heeft de formule $CaC_2$ en is een zout waarin $C_2^{2-}$ ionen
voorkomen.

2p 7 Geef het aantal protonen en elektronen in een $C_2^{2-}$ ion. Noteer je
antwoord als volgt:
aantal protonen: ...
aantal elektronen: ...

Bij de CCM wordt een afgewogen hoeveelheid vloermateriaal gemengd
met een overmaat calciumcarbide. Calciumcarbide reageert met water uit
het vloermateriaal. Bij deze reactie ontstaan de vaste stof
calciumhydroxide en het gas acetyleen, $C_2H_2$.

2p 8 Geef de vergelijking van de reactie tussen calciumcarbide en water.

2p 9 Geef de structuurformule van acetyleen.

HA-1028-a-15-1-o 5 / 16 lees verder

### Pagina 6

Het apparaat dat bij deze methode wordt gebruikt, is voorzien van een
druk met met verschillende schalen (zie figuren 1 en 2).
De buitenste schaal geeft de over druk aan. Hoe meer acetyleen ontstaat,
des te hoger is de over druk.
Op de andere schalen kan het massapercentage water van het
onderzochte materiaal worden afgelezen. Zo geeft de binnenste schaal
het massapercentage water weer wanneer 100 gram materiaal in het
apparaat is gedaan.

figuur 1: schematische tekening van het CCM-apparaat

[FIGUUR: Schematische tekening van een CCM-apparaat met daarin een druk meter, een glazen buisje met calciumcarbide en stalen kogels onderin. Bovenop zit de druk meter.]

cementgruis

figuur 2: druk meter

[FIGUUR: Een druk meter met meerdere schalen. De buitenste schaal loopt van 0 tot 1,0 met markeringen en getallen zoals 0,2, 0,4, 0,6, 0,8, 1,0. De volgende schaal toont waarden zoals 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 1,2, 1,4. Een derde schaal toont waarden 0,5 en 1,5. Een binnenste schaal toont waarden 20 g, 50 g, 100 g en 'massa%'. Een wijzer wijst naar ongeveer 0,5 op de buitenste schaal en naar ongeveer 25 op de binnenste schaal.]

HA-1028-a-15-1-o 6 / 16 lees verder

### Pagina 7

Hieronder is een deel van de handleiding bij het CCM-apparaat weergegeven.

handleiding

1 Hak met hamer en beitel de bovenkant van de zandcementlaag open.
2 Boren is uitgesloten, omdat de warmteontwikkeling het resultaat van de
3 vochtmeting beïnvloedt.
4 Doe uit het midden en de onderkant van de zandcementlaag stukjes
5 vloeimateriaal in een stalen schotel. Sla het vloeimateriaal met een
6 hamer tot gruis. Weeg het gruis af. Doe 4 stalen kogels, het gruis en een
7 glazen buisje met calciumcarbide in het CCM-drukvat. Sluit het vat af met
8 de drukmeter en schud krachtig zodat de stalen kogels het glazen buisje
9 breken. Zwenk het vat voortdurend gedurende 2 minuten zodat de kogels
10 het gruis nog verder kunnen verkleinen. Wacht 3 minuten en schud dan
11 weer 1 minuut. Wacht 4 minuten, zwenk eenmaal krachtig en lees de
12 drukmeter af. Open het CCM-druk­vat voorzichtig met de opening van het
13 gezicht afgewend en laat het gas er langzaam uitlopen. Controleer of het
14 materiaal helemaal verpoederd is. Schud het CCM-apparaat leeg en
15 verwijder het resterende poeder voorzichtig met een borsteltje.

naar: www.cpm-radtke.com

2p 10 Beredeneer of de massapercentage water dat wordt gemeten hoger of
lager wordt wanneer de vloer wordt open geboord in plaats van open
gehakt (regels 1-3).

2p 11 Leg uit waarom het belangrijk is dat het materiaal helemaal verpoederd is
(regel 14).

In een kamer is 50 gram materiaal van de zandcementlaag verzameld. Na
uitvoering van de vochtmeting volgens de handleiding geeft de wijzer op
de buitenste schaal een overdruk van 0,95 bar aan.

2p 12 Leg uit of op deze zandcementlaag een houten vloer mag worden gelegd.
Vermeld in je uitleg het afgelezen massapercentage water.

Uit de laatste zin van de handleiding kan worden afgeleid dat men
voorzichtig moet zijn bij het verwijderen van het poeder. Er moet
bijvoorbeeld worden vermeden dat stofdeeltjes van calciumhydroxide in
de ogen terechtkomen. Er ontstaat dan namelijk een basische oplossing
en die is schadelijk voor de ogen.

2p 13 Geef de formule van de deeltjes die ervoor zorgen dat een basische
oplossing ontstaat wanneer calciumhydroxide in aanraking komt met
oogvocht. Motiveer je antwoord aan de hand van Bin­as-tabel 45A.

HA-1028-a-15-1-o 7 / 16 lees verder ►►►

### Pagina 8

Bombardeerkever

Insecten worden vaak opgegeten door andere dieren. Om dit te voorkomen maken insecten gebruik van bijvoorbeeld camouflage. De bombardeerkever gebruikt een wel héél bijzondere manier om vijanden af te schrikken: scheikunde!

tekstfragment 1

Wanneer de bombardeerkever door een vijand wordt aangevallen, richt hij twee kleine buisjes in zijn achterlijf op zijn belager. Er volgt een piepkleine explosie die klinkt als een schot. Een gloeiend hete, bijtende vloeistof schiet naar buiten en veroorzaakt pijnlijke brandwonden (zie figuur 1). De kever bezit klieren die hydrochinon ($C_6H_6O_2$, zie figuur 2) en waterstofperoxide ($H_2O_2$) produceren. Deze stoffen worden gemengd tot een zeer geconcentreerde oplossing van 10 massaprocent hydrochinon en 25 massaprocent waterstofperoxide. Dit mengsel wordt in een verzamelblaas bewaard en bij gevaar naar een zogenoemde explosiekamer geperst. Daar worden enzymen aan het mengsel toegevoegd waarna direct de explosie volgt.

naar: http://wordsoflive.blogspot.com/2009/07/evolutieleer.html

figuur 1 figuur 2

[FIGUUR: Tekening van twee insecten. Eén groter insect dat bovenop een kleiner insect zit. Beide insecten hebben vleugels en poten.] [FIGUUR: Structuurformule van hydrochinon.]
hydrochinon

Hydrochinon lost goed op in een oplossing van waterstofperoxide dankzij de vorming van waterstofbruggen tussen de hydrochinonmoleculen, de waterstofperoxidemoleculen en de watermoleculen. De structuurformule van hydrochinon is ook op de uitwerkbijlage weergegeven.

3p 14 Geef op de uitwerkbijlage weer hoe zowel een watermolecuul als een waterstofperoxidemolecuul aan het hydrochinonmolecuul kunnen binden door middel van waterstofbruggen. Teken daarbij het watermolecuul en het waterstofperoxidemolecuul in structuurformules en geef de waterstofbruggen weer met stippellijntjes ($\bullet \bullet \bullet$).

HA-1028-a-15-1-o 8 / 16 lees verder ► ► ►

### Pagina 9

De explosie wordt veroorzaakt doordat tegelijkertijd twee exotherme
reacties plaatsvinden: de ontleding van waterstofperoxide (reactie 1) en
de reactie van hydrochinon met waterstofperoxide (reactie 2).
De vergelijkingen van beide reacties zijn hieronder weergegeven:

$2 \text{ H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2 \text{ H}_2\text{O} + \text{O}_2$ (reactie 1)
$\text{C}_6\text{H}_6\text{O}_2 + \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{C}_6\text{H}_4\text{O}_2 + 2 \text{ H}_2\text{O}$ (reactie 2)

3p 15 Bereken de reactiewarmte van reactie 1 in J per mol waterstofperoxide
(bij $298$ K en $p = p_\circ$). Maak hierbij gebruik van Binas-tabel $57$ en ga ervan
uit dat $\text{H}_2\text{O}$ als vloeistof ontstaat.

Reactie 2 is een redoxreactie. De halfreactie voor de omzetting van
hydrochinon bij deze reactie is hieronder weergegeven:

$\text{C}_6\text{H}_6\text{O}_2 \rightarrow \text{C}_6\text{H}_4\text{O}_2 + 2 \text{ H}^+ + 2 \text{ e}^-$

2p 16 Is waterstofperoxide in reactie 2 de oxidator of de reductor? Motiveer je
antwoord.

Op de uitwerkbijlage is het energiediagram van reactie 2 voor de situatie
in de explosiekamer nog onvolledig weergegeven. In dit energiediagram
ontbreken het niveau van de geactiveerde toestand en het niveau van de
reactieproducten.

2p 17 Maak op de uitwerkbijlage het energiediagram van reactie 2 af door de
ontbrekende energieniveaus weer te geven met de bijbehorende
bijschriften.

2p 18 Leg uit, aan de hand van het energiediagram en gegevens uit
tekstfragment 1, dat reactie 2 niet plaatsvindt in de verzamelblaas maar
wel in de explosiekamer.

De vloeistof in de verzamelblaas bevat meer waterstofperoxide dan nodig
is voor de reactie met hydrochinon (reactie 2).

2p 19 Beredeneer dit onder andere aan de hand van reactie 2 en van
getalsgegevens uit tekstfragment 1.

HA-1028-a-15-1-o 9 / 16 lees verder ► ► ►

### Pagina 10

Dit is een opgavenpagina voor een examen, getiteld 'Rijden op mieren*. De tekstfragmenten beschrijven de rol van waterstof als energiedrager en de productie en afbraak van mierenzuur. Er wordt verwezen naar een figuur die een schematische weergave is van een mierenzuurtank en hoe deze werkt in combinatie met een auto, waarbij waterstof en koolstofdioxide worden gebruikt. De figuur toont de input (H2, CO2, H2O), de processtap met een katalysator, en de output (HCOOH, CO2, H2). De pagina bevat twee opgaven (20 en 21) die de student vragen de vergelijking van een specifieke reactie te geven, inclusief structuurformules, en de concentratie van H+ ionen te berekenen op basis van een gegeven pH. De concepten die aan bod komen zijn chemische reacties, energiedragers, katalysatoren, pH, en molariteit. De student moet chemische formules en structuren herkennen en toepassen om de vragen te beantwoorden.

### Pagina 11

De halfreacties die plaatsvinden in de brandstofcel, zijn hieronder weergegeven.
halfreactie 1: $H_2 \rightarrow 2 H^+ + 2 e^-$
halfreactie 2: $O_2 + 4 H^+ + 4 e^- \rightarrow 2 H_2O$

2p 22 Vindt halfreactie 1 plaats aan de positieve of aan de negatieve elektrode? Motiveer je antwoord.

2p 23 Leid met behulp van de halfreacties 1 en 2 de vergelijking af van de totale reactie die plaatsvindt in de brandstofcel.

De duurzaamheid van de methode ‘rijden op mierenzuur’ die in deze opgave is beschreven, hangt onder andere af van de invloed op het (versterkte) broeikaseffect.
Hierbij spelen de volgende factoren een rol:
– De reacties in de fabriek en in de auto (zie figuur 1);
– de manier waarop waterstof wordt geproduceerd.
Wanneer alleen wordt gekeken naar de reactievergelijkingen van de reacties in de fabriek en in de auto, zou de conclusie kunnen worden getrokken dat ‘rijden op mierenzuur’ geen invloed heeft op het (versterkte) broeikaseffect.

2p 24 Leg dit uit. Laat hierbij de manier waarop waterstof wordt geproduceerd buiten beschouwing.

Stel je de volgende opzet voor:
– De waterstof die de fabriek nodig heeft, wordt geproduceerd door de elektrolyse van water.
– De elektriciteit die daarvoor nodig is, wordt opgewekt in een gasgestookte elektriciteitscentrale.
– Als gas kan daarbij worden gekozen voor aardgas of voor biogas afkomstig uit plantaardig afval uit de landbouw.

3p 25 Beredeneer, gelet op de hoeveelheid kooldioxide die netto wordt geproduceerd bij de waterstofproductie, welk soort gas (aardgas of biogas) de voorkeur verdient. Ga er hierbij vanuit dat zowel aardgas als biogas volledig uit methaan bestaan.

De maximale molariteit van de mierenzuuropLossing die in het onderzoek is bereikt, bedraagt 1,7 M. De afstand die met een tank mierenzuuropLossing zou kunnen worden gereden, is niet groot.

3p 26 Bereken hoeveel km een auto kan rijden op 50 L 1,7 M mierenzuuropLossing. Ga ervan uit dat alle mierenzuur wordt omgezet tot waterstof en dat 115 km kan worden gereden per kg waterstof.

HA-1028-a-15-1-o 11 / 16 lees verder ► ► ►

### Pagina 12

Dit is een examenpagina met een tekstuele opgave, voornamelijk gericht op chemische reacties en industriële processen. De pagina beschrijft de productie van mono-ethyleenglycol (MEG) uit etheenoxide en water (reactie 1) en de vorming van di-ethyleenglycol (DEG) als bijproduct (reactie 2). De tekst bevat chemische formules en reactievergelijkingen, waaronder de structuren van etheenoxide, MEG en DEG. Er worden concepten als grondstof, antivries, PET-materiaal, MASTER-proces, continu proces, bijproduct, massaverhouding en rendement benoemd. De student wordt gevraagd om de botsende-deeltjes-model toe te passen op reactie 2 om de snelheid te verklaren, de rol van overmaat water te beschrijven en een financiële kostenpost gerelateerd aan de scheiding te benoemen. Visuele elementen ontbreken, behalve de chemische structuren en reactiepijlen. De opgave is opgebouwd uit twee vragen (27 en 28) met bijbehorende punten.

### Pagina 13

Sinds enige jaren wordt in enkele nieuwe fabrieken MEG geproduceerd
volgens een continu proces waarbij geen grote overmaat water nodig is.
De massaverhouding etheenoxide : water bedraagt slechts 1 : 1.
Het rendement van de omzetting van etheenoxide tot MEG bedraagt meer
dan 99%. Een vereenvoudigd blokschema van dit zogenoemde
OMEGA-proces is hieronder weergegeven.

blokschema

[FIGUUR: Blokschema van het OMEGA-proces met etheenoxide, reactor 1, ethyleencarbonaat, reactor 2, MEG, H2O en een scheidingsruimte S. CO2 en H2O komen binnen op verschillende punten in het proces.]

In reactor 1 wordt uitsluitend ethyleencarbonaat ($C_3H_4O_3$) gevormd
volgens de volgende reactie:

$C_2H_4O + CO_2 \rightarrow C_3H_4O_3$

In scheidingsruimte S vindt een distillatie plaats.

De informatie over het MASTER-proces en het OMEGA-proces in deze
opgave kan vergeleken worden volgens de twaalf uitgangspunten die
gehanteerd worden in de groene chemie. Op enkele punten valt deze
vergelijking in het voordeel uit van het OMEGA-proces.
De atoomeconomie behoort niet tot deze punten.

2p 29 Leg uit dat de atoomeconomie niet behoort tot de bedoelde punten.
2p 30 Noem twee uitgangspunten die gehanteerd worden in de groene chemie
en in het voordeel uitvallen van het OMEGA-proces.
- Maak gebruik van Binas-tabel 97F.
- Licht elk genoemd uitgangspunt toe.

HA-1028-a-15-1-o 13 / 16 lees verder ►►►

### Pagina 14

Dit is een opgavepagina die informatie geeft over de kunstvezel Twaron. De tekst beschrijft Twaron als een supersterke, slijtvaste vezel, geschikt voor toepassingen zoals touwen en kabels. De productie ervan, door Teijin Aramid, bestaat uit twee processen: polymerisatie van de monomeren PPD en TDC tot copolymeer PPTA, en het spinnen van Twaronvezels uit PPTA. De pagina bevat de structuurformules van de monomeren TDC (met formule CH3ClC6H4COCl) en PPTA (een polymeer met herhalende eenheden van p-fenyleentereftalamide). Verder wordt een vereenvoudigd blokdiagram van het polymerisatieproces tot PPTA getoond, inclusief reactanten (PPD, TDC, CaCl2, NMP, H2O) en producten/tussenproducten (HCl, PPTA, NMP). De student wordt indirect gevraagd om deze informatie te begrijpen en mogelijk toe te passen in vervolgvragen, zoals het analyseren van het proces of het verklaren van de chemische reacties.

### Pagina 15

Uit de structuurformules van TDC en van PPTA en uit blokschema 1 kan
de structuurformule van PPD worden afgeleid.

2p 31 Geef de structuurformule van het monomeer PPD.

In ruimte II wordt de gevormde vaste stof PPTA gewassen en gescheiden
van de vloeistofstroom. De vloeistofstroom die ruimte II verlaat, bevat
zoutzuur. Deze vloeistofstroom wordt op pH 7 gebracht door de toevoer
van stof X in ruimte III. Hierdoor treedt in ruimte III een zuur-basereactie
op. Stof X is een calciumzout. Het oplosmiddel NMP reageert niet.

2p 32 Geef de naam van een calciumzout dat als stof X kan worden gebruikt.

Bij Teijin Aramid wordt per jaar $2,2 \cdot 10^4$ ton PPTA geproduceerd.

3p 33 Bereken hoeveel ton TDC minstens nodig is voor de productie van
$2,2 \cdot 10^4$ ton PPTA ($1,0$ ton = $1,0 \cdot 10^3$ kg).
Maak bij de berekening gebruik van de volgende gegevens:
– de gemiddelde molaire massa van PPTA is $1,7 \cdot 10^4$ g mol$^{-1}$;
– de molaire massa van TDC is $203,0$ g mol$^{-1}$;
– een molecuul PPTA bestaat gemiddeld uit
  $70$ [NH-C$_6$H$_4$-NH-CO-C$_6$H$_4$-CO] eenheden.

Het spinnen van de Twaron-vezels uit PPTA
In blokschema 2 is het spinproces vereenvoudigd weergegeven.

[FIGUUR: Blokschema 2 met twee reactievakken genummerd IV en V. In vak IV komt PPTA binnen en H$_2$SO$_4$ wordt toegevoegd. Er komt H$_2$SO$_4$ uit. In vak V komt PPTA en H$_2$O binnen en Twaron komt eruit. Er komt H$_2$O en H$_2$SO$_4$ uit.]

In ruimte IV wordt PPTA opgelost in zuiver zwavelzuur. In ruimte V wordt
de oplossing van PPTA in zwavelzuur geëxtrudeerd tot Twaron-vezels.

Let op: de laatste vragen van dit examen staan op de volgende pagina.

HA-1028-a-15-1-o 15 / 16 lees verder ►►►

### Pagina 16

Gedurende het extrusieproces oriënteren de PPTA moleculen zich evenwijdig
aan elkaar, in de richting van de vloeistofstroom. Daardoor vormen de C = O
en N-H groepen in de PPTA moleculen onderling sterke waterstofbruggen.
[FIGUUR: Chemische structuur van PPTA moleculen die waterstofbruggen vormen.]
Met name deze bindingen geven Twaron zijn bijzondere mechanische
eigenschappen. Behalve de waterstofbruggen zijn er nog twee andere
bindingstypen aanwezig in Twaron.
2p 34 Noem deze twee bindingstypen.
Twaron heeft geen smeltpunt of smelttraject maar ontleedt bij 450 °C.
Op grond van deze eigenschap zou Twaron niet tot de thermoplasten
kunnen worden gerekend.
Toch zijn in deze opgave ook gegevens en/of eigenschappen genoemd op
grond waarvan Twaron wél tot de thermoplasten wordt gerekend.
2p 35 Noem twee van die gegevens of eigenschappen.
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.
HA-1028-a-15-1-o
16 / 16
einde