# Eindexamen Scheikunde VWO 2010 tijdvak 1

> Openbaar eindexamen. Bekijk en oefen het examen: https://slimmeexamens.nl/examens/vwo/scheikunde/2010/tijdvak-1

## Vragen in dit examen

### Vraag 1 – Opgave 2

### Vraag 2 – Opgave 1

### Vraag 3 – Opgave 1

### Vraag 4 – Opgave 2

### Vraag 5 – Opgave 1

### Vraag 6 – Opgave 3

### Vraag 7 – Opgave 3

### Vraag 8 – Opgave 2

### Vraag 9 – Opgave 2

### Vraag 10 – Opgave 2

### Vraag 11 – Opgave 11

### Vraag 12 – Opgave 2

### Vraag 13 – Opgave 13

### Vraag 14 – Opgave 1

### Vraag 15 – Opgave 2

### Vraag 16 – Opgave 1

### Vraag 17 – Opgave 17

### Vraag 18 – Opgave 2

### Vraag 19 – Opgave 19

### Vraag 20 – Opgave 1

### Vraag 21 – Opgave 21

### Vraag 22 – Opgave 22

### Vraag 23 – Opgave 1

### Vraag 24 – Opgave 24

### Vraag 25 – Opgave 25

### Vraag 26 – Opgave 1

### Vraag 27 – Opgave 2

## Opgaven (tekst van het examen)

### Pagina 1

Examen VWO
2010
tijdvak 1
woensdag 26 mei
13.30 - 16.30 uur
scheikunde
tevens oud programma
scheikunde 1,2
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 26 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 72 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.
VW-1028-a-10-1-o

### Pagina 2

Nikkel

Sommige soorten nikkelhoudend erts bevatten pentlandiet met de formule $\text{Fe}_4\text{Ni}_5\text{S}_8$. Bij de industriële bereiding van nikkel uit pentlandiet zet men eerst het pentlandiet met zuurstof uit de lucht om tot nikkel(II)oxide. Het zwaveldioxide dat bij deze reactie tevens ontstaat, moet zoveel mogelijk worden verwijderd uit de gassen die de fabriek uitstoot. Daarom moet de concentratie van het zwaveldioxide in het uitgestoten gas steeds worden gecontroleerd. Bij zo'n bepaling worden de gassen eerst geleid in een oplossing van jood. Met zwaveldioxide treedt dan de volgende reactie op:

$$ \text{I}_2 + \text{SO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{I}^- + \text{SO}_4^{2-} + 4\text{H}^+ $$

Vervolgens wordt de ontstane oplossing getitreerd.

3p 1 Beschrijf globaal hoe zo'n bepaling van de concentratie zwaveldioxide in de gassen die de fabriek uitstoot, kan worden uitgevoerd.
- Vermeld in je beschrijving of stoffen al dan niet in overmaat moeten worden toegevoegd en van welke stoffen en/of oplossingen de hoeveelheid en/of molariteit bekend moet zijn.
- Noem in je beschrijving een oplossing waarmee kan worden getitreerd nadat de reactie met de joodoplossing heeft plaatsgevonden.
- In je beschrijving hoef je niet te vermelden hoe het eindpunt van de titratie kan worden bepaald.

Bij de bereiding van zeer zuiver nikkel speelt de stof nikeltetrabronyl, $\text{Ni(CO)}_4$, een belangrijke rol. Deze stof ontstaat als men nikkel laat reageren met koolstofmonoxide. Dit is een evenwichtsreactie:

$$ \text{Ni(s)} + 4\text{ CO(g)} \rightleftharpoons \text{Ni(CO)}_4\text{(g)} \qquad \text{(evenwicht 1)} $$

Dit evenwicht ligt bij 330 K uiterst rechts en bij 500 K is het evenwicht vrijwel aflopend naar links. Op dit verschil in ligging van het evenwicht is de productie van zeer zuiver nikkel gebaseerd. De waarde van de evenwichtsconstante van evenwicht 1 is afhankelijk van de temperatuur. Men kan de evenwichtsconstante bij 330 K aanduiden als $K_{330}$ en bij 500 K als $K_{500}$.

2p 2 Leg met behulp van hierboven vermelde gegevens uit of de reactie naar rechts van bovengenoemd evenwicht exotherm is of endotherm.

3p 3 Geef de evenwichtsvoorwaarde voor evenwicht 1 en leg uit of $K_{330}$ groter of kleiner is dan $K_{500}$.

VW-1028-a-10-1-o 2 lees verder ►►►

### Pagina 3

Het nikkel(II)oxide dat uit het pentlandiet ontstaat, bevat nog verontreinigingen.
Bij de omzetting van dit ruwe nikkel(II)oxide tot nikkel laat men het
nikkel(II)oxide eerst reageren met waterstof. Het voor deze reactie benodigde
waterstof verkrijgt men door methaan (aardgas) met stoom te laten reageren.
Hieronder is het proces voor de bereiding van nikkel uit ruw nikkel(II)oxide
beschreven.

- Methaan en stoom laat men in een reactor (reactor 1) reageren. Hierbij
ontstaan waterstof, koolstofmonooxide en kooldioxiide.
- Het gasmengsel uit reactor 1 gaat naar een scheidingsruimte
(scheidingsruimte 1). Bij de scheidingen die daar plaatsvinden, worden de
drie gassen afzonderlijk verkregen.
- In een volgende reactor (reactor 2) laat men het ruwe nikkel(II)oxide
reageren met waterstof. In deze reactor gebruikt men overmaat waterstof. Er
ontstaan waterdamp en ruw nikkel. Dit ruwe nikkel bevat nog
verontreinigingen.
- Het gasmengsel van waterdamp en niet-gereageerd waterstof wordt naar
een scheidingsruimte (scheidingsruimte 2) geleid, waar het wordt afgekoeld.
Het ruwe nikkel wordt naar de derde reactor (reactor 3) geleid. Daar laat
men het bij 330 K reageren met koolstofmonooxide. In reactor 3 is constant
overmaat koolstofmonooxide aanwezig. Alle nikkel wordt in deze reactor
omgezet tot nikkel(II)tetracarbonyl. De overgebleven verontreinigingen zijn
vaste stoffen en worden als afval afgevoerd.
- Het nikkel(II)tetracarbonyl en de overmaat koolstofmonooxide worden naar
reactor 4 geleid. Daar wordt bij 500 K alle nikkel(II)tetracarbonyl omgezet tot
nikkel en koolstofmonooxide. Het ontstane nikkel is zeer zuiver.

Een onvolledig blokschema voor dit proces staat op de uitwerkbijlage die bij dit
examen hoort.

4p 4 Maak het blokschema op de uitwerkbijlage compleet door het plaatsen van
blokken voor scheidingsruimte 2 en reactor 3 en reactor 4. Teken in het
blokschema ook de ontbrekende stofstromen. Houd daarbij rekening met
hergebruik van stoffen; water dat uit scheidingsruimte 2 komt, wordt niet
hergebruikt.

5p 5 Bereken hoeveel m³ methaan (298 K, $p=p_0$) nodig is voor de productie van
1,0 ton nikkel. Ga daarbij uit van de volgende gegevens:
- koolstofmonooxide en kooldioxiide ontstaan in reactor 1 in de
molverhouding 2 : 1 ;
- nikkel(II)oxide en waterstof reageren in reactor 2 in de molverhouding 1 : 1;
- een ton is $10^3$ kg.

VW-1028-a-10-1-o 3 lees verder ►►►

### Pagina 4

Slechte smaak
Eén van de angsten van bierbrouwers is dat hun product
een slechte smaak heeft. Een slechte smaak kan worden
veroorzaakt door diacetyl (zie de structuurformule
hiernaast). Diacetyl geeft bier een botersmaak.
De concentratie diacetyl in bier kan met behulp van gaschromatografie worden
bepaald. Daartoe moet tenminste twee keer een chromatogram worden
opgenomen.

[FIGUUR: Structuurformule van diacetyl]
$ \text{H}_3\text{C} - \overset{\text{O}}{\overset{\text{||}}{\text{C}}} - \overset{\text{O}}{\overset{\text{||}}{\text{C}}} - \text{CH}_3 $
diacetyl

3p 6 Geef aan wat je bij het opnemen van beide chromatogrammen moet injecteren
en geef aan hoe je uit de verkregen chromatogrammen de concentratie diacetyl
kunt bepalen.

Tijdens het brouwen van bier wordt in gistcellen glucose in een aantal stappen
enzymatisch omgezet. Daarbij wordt onder andere pyrodruivenzuur gevormd,
een stof met de molecuulformule $ \text{C}_3\text{H}_4\text{O}_3 $. Een groot deel van het
pyrodruivenzuur wordt door de gistcellen omgezet tot ethanol. De gistcellen
zullen echter uit pyrodruivenzuur ook de stof $\alpha$-acetomelkzuur vormen. Bij de
vorming van $\alpha$-acetomelkzuur uit pyrodruivenzuur ontstaat één andere stof.
$\alpha$-Acetomelkzuur heeft de molecuulformule $ \text{C}_5\text{H}_8\text{O}_4 $.

4p 7 Geef de reactievergelijking voor het ontstaan van $\alpha$-acetomelkzuur uit
pyrodruivenzuur. Noteer daarin pyrodruivenzuur en $\alpha$-acetomelkzuur in
structuurformule; gebruik daarbij de volgende gegevens:
- de systematische naam van pyrodruivenzuur is: 2-oxo-propanaanzuur;
- de systematische naam van $\alpha$-acetomelkzuur is: 2-hydroxy-2-methyl-3-oxo-
butaanzuur;
- het voorvoegsel 'oxo' geeft aan dat in het molecuul de groep $ \text{C} = \text{O} $ aanwezig
is (zie Binas-tabel 66D).

Een deel van het ontstane $\alpha$-acetomelkzuur wordt buiten de gistcel omgezet tot
diacetyl. Het gevormde diacetyl kan door de gistcellen weer worden opgenomen
en enzymatisch worden omgezet tot acetoiine. Acetoiine is minder nadelig voor
de smaak van het bier dan diacetyl.
In een artikel dat onder andere over de vorming en omzetting van diacetyl gaat,
wordt de omzetting van diacetyl tot acetoiine als volgt schematisch
weergegeven:

[FIGUUR: Reactievergelijking van diacetyl naar acetoiine]
$$
\begin{array}{c}
\overset{\text{CH}_3}{\overset{|}{\text{C}}} = \text{O} \\
\text{C} = \text{O} \\
\text{I} \\
\text{CH}_3 \\
\text{diacetyl}
\end{array}
\quad
\xrightarrow{2 \text{ H}^+}
\quad
\begin{array}{c}
\overset{\text{CH}_3}{\overset{|}{\text{C}}} = \text{O} \\
\text{HO} - \overset{\text{I}}{\text{C}} - \text{H} \\
\text{I} \\
\text{CH}_3 \\
\text

### Pagina 5

De hiervoor beschreven
omzettingen van glucose tot
diacetyl en aceïtoïne zijn
hiernaast schematisch
samengevat.
Voor de omzettingen in de
gistcel zijn enzymen nodig. De
omzetting buiten de gistcel is
een langzame reactie waarbij
enzymen geen rol spelen.
Bij de bierproductie is het dus van belang dat het gistingsproces voldoende tijd
krijgt. Een te korte gistingsduur kan nadelig zijn voor de smaak. De gistingsduur
kan niet worden verkort door de temperatuur te verhogen, want gistcellen gaan
boven $30^\circ$C dood.
Op internet staat een eenvoudige test beschreven, de zogenoemde diacetyl-test,
waarmee kan worden nagegaan of het gistingsproces lang genoeg heeft
geduurd.

diacetyl-test

neem twee monsters van het brouwsel en nummer deze 1 en 2
plaats monster 1 gedurende $10 - 20$ minuten in een waterbad van $60 - 70^\circ$C
bewaar monster 2 bij kamertemperatuur
koel monster 1 af tot kamertemperatuur
proef beide monsters
noteer of een botersmaak is waar te nemen

In principe zijn er voor de uitkomst van de test vier combinaties, die in
onderstaande tabel met de letters A, B, C en D zijn aangegeven. Een + in deze
tabel betekent dat een botersmaak wordt waargenomen. Een – geeft aan dat
geen botersmaak wordt waargenomen.

|  | A | B | C | D |
|---|---|---|---|---|
| monster 1 (verwarmd) | + | - | + | - |
| monster 2 (niet verwarmd) | + | - | - | + |

Op de website wordt aan de combinatie die onder de letter D staat geen
aandacht besteed. Het is namelijk zeer onwaarschijnlijk dat de test resultaat D
oplevert. De andere drie combinaties kunnen wel optreden.

2p 9 Leg uit waarom het zeer onwaarschijnlijk is dat de test resultaat D oplevert.
Maak gebruik van in deze opgave verstrekte gegevens met betrekking tot de
reacties die in en buiten de gistcel plaatsvinden.

2p 10 Geef twee mogelijke oorzaken voor de afwezigheid van een botersmaak in
monster 2 en leg uit waarom men in dat geval ook het verwarmde monster moet
proeven om na te gaan of het gistingsproces lang genoeg heeft geduurd.
Verwerk in je uitleg gegevens met betrekking tot de reacties die in en buiten de
gistcel plaatsvinden.

[FIGUUR: Schematische weergave van de omzettingen in en buiten een gistcel, beginnend met glucose, via pyrodruivenzuur naar $\alpha$-acetomelkzuur en diacetyl. Diacetyl kan omgezet worden naar aceïne.]

VW-1028-a-10-1-o 5 lees verder ►►►

### Pagina 6

Dit is een examenpagina die betrekking heeft op chemie, specifiek organische chemie en reactiemechanismen. De pagina bevat geen visuele elementen zoals grafieken, tabellen of figuren, maar bestaat volledig uit tekst. De tekst introduceert het concept van stinkdiervloeistof, die thiolen bevat. Thiolen worden beschreven als organische verbindingen met de -SH groep, formule R-SH. Vervolgens wordt een chemische reactie beschreven waarbij thiolen met lood(II)ethanoaat (lood(II)acetaat) reageren om lood(II)mercaptide, Pb(R-S)₂, en ethaanzuur te vormen, met de vorming van een geel neerslag. Deze concepten zijn fundamenteel voor organische chemie, reactiemechanismen en de eigenschappen van zuren. De pagina stelt twee opdrachten. Opdracht 11 (3 punten) vraagt de student om de reactievergelijking van de hierboven beschreven reactie te geven, waarbij de gegeven formules voor thiol en lood(II)mercaptide gebruikt moeten worden. Opdracht 12 (5 punten) vraagt de student om een verklaring te geven voor een reeks waarnemingen (a, b en c) die worden beschreven als deel van een experiment. Hierbij moet de student de vergelijkingen van de reacties opnemen die optreden wanneer stinkdiervloeistof wordt toegevoegd aan kaliloog en vervolgens verdund zwavelzuur wordt toegevoegd. Dit vereist een diepgaand begrip van zuur-base reacties, thiolen en het vermogen om chemische waarnemingen te verklaren aan de hand van reactievergelijkingen.

### Pagina 7

Aldrich scheidde de stinkdierVloeistof in een aantal fracties. Van deze fracties
bepaalde hij de massapercentages C, H en S. Daartoe werden de thiolen
omgezet tot mercaptiden.
Bij de bepaling van het massapercentage C in de fractie met kooktraject tussen
100 °C en 110 °C (fractie a) verkreeg hij de volgende resultaten:
- uit 0,1535 g vloeistof ontstond 0,3239 g mercaptide;
- bij volledige verbranding van 0,2453 g van het ontstane mercaptide ontstond
0,2277 g kooldioxide.

3p 13 Bereken het massapercentage C in fractie a.

Bij de bepaling van de massapercentages S vond Aldrich dat het
massapercentage S van de fractie ẞ met een hoger kooktraject (tussen 110 °C
en 120 °C) lager was dan in fractie a. Aldrich had dat verwacht, op basis van de
bindingen die voorkomen tussen de moleculen in de fracties en de
veronderstelling dat fractie a en fractie ẞ uitsluitend uit thiolen bestaan.

2p 14 Leg uit waarom het te verwachten is dat het massapercentage S in fractie ẞ
lager is dan in fractie a. Ga ervan uit dat fractie a en fractie ẞ uitsluitend uit
thiolen bestaan.

Uit zijn resultaten trok Aldrich de conclusie dat fractie a grotendeels uit
1-butanthiol bestaat. De structuurformule van 1-butanthiol is:

$CH_3-CH_2-CH_2-SH$

1-Butanthiol is echter niet de enige thiol met de formule $C_4H_9SH$.

3p 15 Leg uit hoeveel thiolen er, behalve 1-butanthiol, bestaan met formule $C_4H_9SH$.
Houd hierbij ook rekening met eventuele stereo-isomerie. Licht je antwoord toe
met structuurformules.

In Noord-Amerika worden huisdieren soms door stinken besproeid. Ze
verspreiden daarna gedurende een lange tijd een ondraaglijke stank. Om die
stank te laten verdwijnen, kunnen de huisdieren worden gewassen met een
basische oplossing van waterstofperoxide. Om de juiste pH te verkrijgen, wordt
natriumwaterstofcarbonaat gebruikt.
Aanbevolen wordt om de oplossing waarmee het huisdier moet worden
gewassen als volgt te maken:
- neem 1 liter 3% waterstofperoxide-oplossing;
- voeg een kwart kopje (50 g) bakpoeder (natriumwaterstofcarbonaat) toe;
- voeg een theelepel afwasmiddel toe.

VW-1028-a-10-1-o 7 lees verder ► ► ►

### Pagina 8

Omdat het waterstofcarbonaation een amfolyt is, is de $[H_3O^+]$ van een oplossing
van natriumwaterstofcarbonaat zowel afhankelijk van de $K_a$ als van de $K_b$ van
$HCO_3^-$. Bovendien is de $[H_3O^+]$ afhankelijk van $K_w$ (de waterconstante).
De volgende formule geldt: $[H_3O^+] = \sqrt{\frac{K_w \times K_a}{K_b}}$.

2p 16 Bereken met behulp van bovenstaande formule de pH van een oplossing van
natriumwaterstofcarbonaat (298 K).
2p 17 Wordt de pH van de oplossing hoger, of lager wanneer een half kopje bakpoeder
in plaats van een kwart kopje wordt gebruikt, of krijg je een oplossing met
dezelfde pH (298 K)? Geef een verklaring voor je antwoord.

In het basische milieu van de wasvloeistof komen de thiolen voor als
mercapide-ionen ($R-S^-$). De geur van de stinkdier vloeistof verdwijnt doordat de
mercapide-ionen door waterstofperoxide worden omgezet tot sulfonaties
($R-SO_3^-$), de zuurrestionen van sulfon zuren ($R-SO_3H$).

3p 18 Geef de vergelijking van de halfreactie van de omzetting van het mercaptide in
basisch milieu. In deze vergelijking komen behalve de formules $R-S^-$ en
$R-SO_3^-$ ook nog $H_2O$, $OH^-$ en $e^-$ voor.
2p 19 Geef de vergelijking van de halfreactie van het waterstofperoxide en leid met
behulp van de vergelijkingen van beide halfreacties de totale reactievergelijking
af voor de reactie tussen mercaptide en waterstofperoxide in basisch milieu.

VW-1028-a-10-1-0 8 lees verder

### Pagina 9

PKU

Het aminozuur fenylalanine wordt in het lichaam onder invloed van het enzym
PAH (phenylalaninehydrolase) omgezet tot het aminozuur tyrosine. Het begin
van een molecuul PAH kan als volgt worden weergegeven:
Met - Ser - Thr -.
De aminozuureenheid met nummer 1 heeft het NH2 uiteinde van het molecuul.

3p 20 Geef het bovenbedoelde fragment van PAH in structuurformule weer.

Eén van de afwijkingen waarop pasgeboren baby's worden onderzocht, is PKU
(PhenylKetonUrie). Bij mensen met PKU vindt de omzetting van fenylalanine tot
tyrosine niet plaats. Fenylalanine hoopt zich dan op in het bloed, waardoor
hersenschadigingen kunnen ontstaan.
Eén van de genetische oorzaken van PKU is een zogenoemde puntmutatie: bij
mensen met PKU is in het gen dat codeert voor het enzym PAH op plaats 1222
één basenpaar anders dan bij mensen die geen PKU hebben. Daardoor wordt
een eiwit gevormd waarin op één plaats in het molecuul een aminozuureenheid
anders is dan in een PAH molecuul. Dit eiwit, dat hierna ‘verkeerd-PAH’ wordt
genoemd, is niet in staat om fenylalanine om te zetten tot tyrosine.
DNA is opgebouwd uit twee ketens (strengen): de matrixstreng en de
coderende streng. De matrixstreng wordt bij de eiwitsynthese afgelezen, waarbij
het messenger-RNA (mRNA) wordt gevormd. Hieronder is een gedeelte
weergegeven van de coderende streng van het gen dat op het
DNA de informatie voor ‘verkeerd-PAH’ bevat.
1215 1222
PAH: ··· A A T A C C T C G G C C C T T ···
‘verkeerd-PAH’: ··· A A T A C C T T G G C C C T T ···
De code voor het aminozuur met nummer 1 begint bij het basenpaar met
nummer 1.

1p 21 Leg uit wat het nummer is van de aminozuureenheid die in ‘verkeerd-PAH’
anders is dan in PAH.
3p 22 Geef het 3-lettersymbool van de aminozuureenheid in PAH en geef het
3-lettersymbool van de aminozuureenheid die op dezelfde plaats in
‘verkeerd-PAH’ anders is. Geef een verklaring voor je antwoord.

Als PKU is vastgesteld, wordt een eiwitarm dieet voorgeschreven. Door het dieet
wordt precies de hoeveelheid fenylalanine ingenomen die nodig is voor het
functioneren van het lichaam, maar beslist niet meer. Bovendien moet dagelijks
een fenylalanine-vrij voedingssupplement worden ingenomen. Dit
voedingssupplement bevat, behalve een kleine hoeveelheid tyrosine, nog enkele
andere aminozuren zoals leucine.

1p 23 Geef aan waarom leucine in het supplement aanwezig moet zijn.

VW-1028-a-10-1-o 9 lees verder
Voor alle eindexamens, zie ook www.ssileiden.nl. Pagina: 1438

### Pagina 10

Op de verpakking van veel voedingsmiddelen staat de tekst 'bevat een bron van
fenylalanine'. Dit is om te voorkomen dat mensen met PKU via de voeding
ongemerkt fenylalanine binnen krijgen. Aspartaam, een kunstmatige zoetstof, is
zo'n stof die bij inname een ongewenste verhoging van het fenylalanine-gehalte
in het bloed kan bewerkstelligen. Bij de omzetting van aspartaam in het lichaam
wordt namelijk fenylalanine gevormd. Hierbij ontstaat uit één mol aspartaam één
mol fenylalanine.
Voor gezonde mensen is de ADI waarde van aspartaam tamelijk hoog. Maar
wanneer mensen met PKU deze stof gebruiken, kan dat leiden tot een
onaanvaardbare stijging van de concentratie fenylalanine in het bloed.

4p 24 Ga door berekening na wat de toename van de hoeveelheid fenylalanine in het
bloed is van iemand van 65 kg met 5,0 L bloed, die gedurende één dag de ADI
geeft aan aspartaam inneemt.
- Geef je antwoord in mg fenylalanine per dL bloed.
- Neem aan dat alle fenylalanine zich tijdens die dag in het bloed ophoopt.
- De molecuulmassa van aspartaam is 294,3 u.

Om vast te stellen of er sprake is van PKU worden de concentraties van
fenylalanine en tyrosine in het bloed van pasgeboren baby's bepaald. Een
moderne methode om die concentraties te bepalen, maakt gebruik van de
referentiestoffen fenylalanine-d$_{5}$ (Phe-d$_{5}$) en tyrosine-d$_{4}$ (Tyr-d$_{4}$); zie
onderstaande structuurformules.

[FIGUUR: Structuurformules van fenylalanine-d5 en tyrosine-d4.]

Het symbool D in deze formules staat voor deuterium, de isotoop H-2.
De aminozuren worden met methanol geëxtraheerd uit het bloed. In de methanol
zijn de referentiestoffen opgelost. De oplossing van aminozuren in methanol
wordt ingedampt. Aan het mengsel van aminozuren dat aldus wordt verkregen,
wordt aangezuurd 1-butanol toegevoegd. Daarbij reageren alle aminozuren, ook
de aminozuren die als referentiestoffen zijn toegevoegd, met 1-butanol onder
vorming van de butylesters van de aminozuren.

2p 25 Geef de structuurformule van de ester van fenylalanine-d$_{5}$ en 1-butanol.

VW-1028-a-10-1-o 10 lees verder

### Pagina 11

Doordat het toegevoegde 1-butanol een ruime overmaat zuur bevat, worden de aminogroepen in alle esters omgezet tot $-\text{NH}_3^+$ groepen.
Voor de verdere bepaling wordt een speciale vorm van massaspectrometrie toegepast. Bij deze methode vallen de positief geladen ('geprotoneerde') butylesters van de aminozuren niet uiteen in brokstukken; ze blijven intact. Bij massaspectrometrie is de hoogte van de piek (de relatieve intensiteit) recht evenredig met het aantal mol van de stof die wordt gedetecteerd. Gelijke hoeveelheden van verschillende stoffen geven bij deze vorm van massaspectrometrie niet een even hoge piek. Gelijke hoeveelheden fenylalanine en fenylalanine-$d_5$ geven echter wel een even hoge piek en dat geldt ook voor tyrosine en tyrosine-$d_4$.
Een kleine hoeveelheid oplossing met de geprotoneerde butylesters wordt in de massaspectrometer gebracht.
Het deel van het massaspectrum dat bij het onderzoek van het bloed van een baby is verkregen en dat voor de bepaling van belang is, staat hieronder afgebeeld. De getallen bij de signalen zijn de relatieve intensiteiten.

[FIGUUR: Massaspectrum met pieken op m/z waarden van ongeveer 220 en 240. De relatieve intensiteit loopt tot 100000. De pieken zijn gelabeld: 75580 (Phe), 69712 (Phe-$d_5$), 7946 (Tyr), 28380 (Tyr-$d_4$).]

De bepaling is zodanig uitgevoerd dat de pieken in het massaspectrum die betrekking hebben op de geprotoneerde butylesters van fenylalanine-$d_5$ en tyrosine-$d_4$ (de referentiestoffen), overeenkomen met 200 $\mu$mol fenylalanine-$d_5$ en 200 $\mu$mol tyrosine-$d_4$ per liter bloed.
In Nederland gaat men ervan uit dat er sprake is van PKU wanneer in het bloed de verhouding $\frac{\text{[Phe]}}{\text{[Tyr]}}$ groter is dan 1,7 en bovendien $\frac{\text{[Phe]}}{\text{[Tyr]}}$ groter is dan 150 $\mu$mol per liter bloed.

3p 26 Ga door berekening na of de onderzochte baby aan PKU lijdt. Gebruik onder andere de relatieve intensiteiten die bij de pieken in het massaspectrum zijn vermeld.

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.

VW-1028-a-10-1-o*

einde ■