Vraag 6 (3 punten)

1. Ca_xMg_(1–x)CO₃ + H₂O + CO₂ → x Ca²⁺ + (1–x) Mg²⁺ + 2 HCO₃^–

   Toelichting antwoord:

   In de tekst staat dat dolomiet reageert met opgelost koolstofdioxide. In de figuur staat neerslag + CO₂, neerslag is water dus dat wordt H₂O + CO₂. In de figuur staat dat dolomiet bestaat uit Ca_xMg_(1–x)CO₃. Hieruit volgt de linkerkant van de reactie Ca_xMg_(1–x)CO₃ + H₂O + CO₂.

   In de figuur staan ook de verschillende ionen die vrijkomen bij deze reactie: Mg²⁺, HCO₃^–, Ca²⁺. Dit vormt de rechterkant van de reactie Ca²⁺ + Mg²⁺ + HCO₃^–.

   De reactievergelijking is nu Ca_xMg_(1–x)CO₃ + H₂O + CO₂ → Ca²⁺ + Mg²⁺ + HCO₃^–.

   Nu moeten beide kanten nog gelijk worden gemaakt, dus dezelfde hoeveelheid atomen zowel voor als na de pijl, geeft Ca_xMg_(1–x)CO₃ + H₂O + CO₂ → x Ca²⁺ + (1–x) Mg²⁺ + 2 HCO₃^–.

   Toelichting puntenscore:

   • Links van de pijl H₂O + CO₂ en rechts van de pijl HCO₃^– = 1 punt.
   • Links van pijl Ca_xMg_(1–x)CO₃ en rechts van de pijl Ca²⁺ en Mg²⁺ = 1 punt.
   • De elementbalans in een vergelijking met uitsluitend de juiste formules = 1 punt.

    

   Opmerking
   Het volgende antwoord goed rekenen: Ca_xMg_(1–x)CO₃ + H₂CO₃ → x Ca²⁺ + (1–x) Mg²⁺ + 2 HCO₃^–.

Vraag 7 (2 punten)

1. symbool: Th
   aantal neutronen: 144

   Toelichting antwoord:

   In de tekst staat dat 238-U vervalt tot 4-He en een ander deeltje, dat betekent dat je de volgende vervalreactie moet oplossen:

   238-U → 4-He + ?-??

   Als de atoommassa voor de pijl 238 is, moet die na de pijl ook 238 totaal zijn, wat betekent dat de atoommassa van het deeltje dat ontstaat na het verval 238 – 4 = 234 is. In Binas tabel 99 zoek je op welk deeltje een atoommassa heeft van 234, dat is Thorium, met symbool Th.

   Nu moet je achterhalen hoeveel neutronen Thorium heeft. Het aantal neutronen van een deeltje kan je berekenen als volgt:

   aantal neutronen = atoommassa – atoomnummer

   In Binastabel 99 kan je het atoommnummer van Thorium vinden, namelijk 90. Het aantal neutronen is dus 234 – 90 = 144.

   Toelichting puntenscore:

   • Symbool: Th = 1 punt.
   • Aantal neutronen: 144 = 1 punt.

    

Vraag 8 (1 punt)

1. De getallen 3 en 4 geven de atoommassa weer. Je zult een techniek moeten gebruiken die atomen kan onderscheiden op het gebied van massa. Dat is massaspectrometrie.

Vraag 9 (2 punten)

1. Er zijn meerdere juiste mogelijkheden. Deze antwoorden zijn allemaal correct:

   1. In Gerolsteiner^® is de verhouding
      De verhouding bij natuurlijk voorkomen is
      In Gerolsteiner^® is de verhouding hoger, wat wijst op (gedeeltelijke) herkomst uit dieper gelegen aardlagen.
   2. In Gerolsteiner^® is de verhouding
      Dat betekent dat er ongeveer 8 ⋅ 10⁻⁴ (%) ³He voorkomt.
      Het natuurlijk voorkomen van ³He is 0,00014%.
      In Gerolsteiner^® is het percentage ³He hoger / de verhouding hoger, wat wijst op (gedeeltelijke) herkomst uit dieper gelegen aardlagen.

    

   Toelichting puntenscore:

   • Berekening van de verhouding bij Gerolsteiner^® = 1 punt.
   • De waarde bij natuurlijk voorkomen en conclusie = 1 punt.

    

Vraag 10 (3 punten)

1. Er zijn meerdere juiste mogelijkheden. Deze antwoorden zijn allemaal correct:

   

   Toelichting antwoorden

   Teken eerst de Lewisstructuren van CO₂ en H₂O. Teken ook de niet bindende elektronen paren.

   • Zoek de valentie elektronen op in Binas tabel 99. De valentie elektronen zijn de buitenste elektronen van een atoom.
   • Bij H is dit 1, bij C is dit 4, bij O is het 6. Denk aan de octetregel: bij het tekenen van Lewisstructuren moet er rond elk atoom moeten er acht elektronen omheen, met uitzondering van H, om H moeten twee elektronen.

   Geef hierna de partiele ladingen aan.

   De partiele lading ontstaat omdat het ene atoom harder aan het elektronenpaar trekt dan het andere atoom. Het atoom dat het hardst trekt krijgt een negatieve lading of delta – en de andere een postieve lading of delta +. Om te bepalen welk atoom het hardst aan de elektronenparen trekt, moet je de elektronegativiteit van het atoom opzoeken, deze vind je in Binas tabel 40A.

   • Voor H2O: Waterstof (H) heeft een elektronegativiteit van 2.2 en zuurstof (O) 3.44. Zuurstof trekt dus het hardst aan de elektronen, dus in de lewisstructuur krijgt het zuurstofatoom een delta – lading en de waterstofatomen een delta + lading.
   • Voor CO2: Koolstof (C) heeft een elektronegativiteit van 2.55 en zuurstof (O) 3.44. Ook hier trekt zuurstof het hardst aan de elektronen, dus in de lewisstructuur krijgen de zuurstofatomen een delta – lading en de koolstofatoom een delta + lading.

    

   Teken vervolgens de mogelijke elektrostatische interactie(s). Deze teken je met een stippellijn. Deze interactie tussen twee moleculen vindt altijd plaats tussen een delta plus geladen atoom van het ene molecuul en een delta min geladen atoom van het andere molecuul.

   We gaan uit van water, dit molecuul heeft twee atomen: H en O. Er zouden dus mogelijk 2 interacties kunnen plaatsvinden met het koolstofdioxide. We kijken eerst naar het waterstofatoom.

   1. Het waterstofatoom een delta + lading. Als deze een interactie aangaat met koolstofdioxide kan deze interactie alleen plaatsvinden met een delta – atoom, wat in dit geval het zuurstofatoom is. De elektrostatische interactie geef je dan aan met een stippellijn tussen het H-atoom van water en het O-atoom van koolstofdioxide.
   2. Het zuurstofatoom een delta – lading. Als deze een interactie aangaat met koolstofdioxide kan deze interactie alleen plaatsvinden met een delta + atoom, wat in dit geval het koolstofatoom is. De elektrostatische interactie geef je dan aan met een stippellijn tussen het O-atoom van water en het C-atoom van koolstofdioxide.

    

   Toelichting puntenscore:

   • De lewisstructuren met bindingshoeken = 1 punt.
   • De partiële ladingen = 1 punt.
   • De interactie(s) consequent aangegeven = 1 punt.

    

Vraag 11 (3 punten)

1. In Gerolsteiner^® Sprudel is de [HCO₃⁻] hoger dan in SPA^® Intense. In beide soorten is [H₂CO₃] vrijwel gelijk. De Kz van H₂CO₃ is .

   Om dezelfde waarde van de concentratiebreuk te behouden, moet in Gerolsteiner^® Sprudel de [H₃O⁺] lager zijn.

   Toelichting puntenscore:

   • = 1 punt.
   • De [HCO₃⁻] is hoger (in Gerolsteiner^® Sprudel dan in SPA^® Intense) terwijl in beide soorten de [H₂CO₃] vrijwel gelijk is = 1 punt.
   • Redenering met K_z dat de [H₃O+] lager is =1 punt.

    

   Indien een antwoord als het volgende is gegeven:

   “In Gerolsteiner^® Sprudel is de [HCO₃⁻] hoger dan in SPA^® Intense. In beide soorten is [H₂CO₃] vrijwel gelijk. Hierdoor ligt  evenwicht 1 meer naar links waardoor de [H₃O⁺] lager is (en de pH dus hoger is).” = 2 punten.

   Opmerking
   Het volgende antwoord wordt goed gerekend:

   In Gerolsteiner^® Sprudel is rechts van de pijl de [HCO₃⁻] hoger dan in SPA^® Intense. In beide soorten is [H₂CO₃] vrijwel  gelijk. Omdat de waarde van K_z gelijk is in beide gevallen, moet rechts van de pijl [H₃O⁺] lager zijn (en de pH dus hoger).