Hulp bij leren Eindexamens

Scheikunde – havo – 2022 – tijdvak 1 – deel 1

eindexamen Alle eindexamens

Eindexamen

Hexaan uit cellulose

Vak

Scheikunde

Niveau

Havo

Onderwerp

Chemisch rekenen, Polymeren, Productieprocessen

Leerjaar

5

Dit zijn opgaven 1 t/m 6 uit het eindexamen scheikunde havo 2022 tijdvak 1.

Je hebt de uitwerkbijlage nodig voor vraag 2. Deze is bovenaan de pagina te downloaden onder .

Hexaan uit cellulose

Wereldwijd is er een toenemende aandacht voor het maken van biobrandstoffen uit biomassa. Gelet op duurzaamheid verdient het verbranden van biobrandstoffen de voorkeur boven het verbranden van fossiele brandstoffen. Zo draagt bijvoorbeeld het verbranden van fossiele brandstoffen meer bij aan het versterkt broeikaseffect dan het verbranden van biobrandstoffen.

Vraag 1 (2 punten)

Leg uit dat het verbranden van fossiele brandstoffen een grotere bijdrage levert aan het versterkt broeikaseffect dan het verbranden van biobrandstoffen.

Bij de verbranding (van fossiele brandstoffen en van biobrandstoffen) ontstaat koolstofdioxide. De koolstofdioxide die ontstaat bij de verbranding van biobrandstoffen is recent (uit de lucht) opgenomen door planten (tijdens de fotosynthese/groei).

Toelichting puntenscore:
- Inzicht dat er koolstofdioxide vrijkomt = 1 punt.
- Voor biobrandstoffen is recent koolstofdioxide opgenomen door planten = 1 punt.
Opmerking
Een antwoord als het volgende goed rekenen: “Bij de verbranding ontstaat koolstofdioxide. Fossiele brandstoffen komen uit de lange koolstofkringloop en biobrandstoffen uit de korte koolstofkringloop.”

Vraag 2 (3 punten)

Biomassa bestaat voor een groot deel uit cellulose. Onderzoekers hebben ontdekt dat cellulose kan worden omgezet tot hexaan. Dit experiment is vereenvoudigd weergegeven in figuur 1. Een kleine reactor werd gevuld met water, dodecaan (C₁₂H₂₆), cellulose, twee verschillende katalysatoren en waterstof (figuur 1a). Het reactiemengsel werd vervolgens gedurende een aantal uren verwarmd, terwijl het krachtig werd geroerd (figuur 1b). Na het experiment werd het reactiemengsel geanalyseerd.

Tijdens het experiment wordt eerst cellulose gehydrolyseerd tot glucose. Vervolgens wordt glucose door een reactie met waterstof omgezet tot hexaan (C₆H₁₄) en water. Na de reactie mengt het gevormde hexaan zich met de laag dodecaan (zie figuur 1c).

Cellulose is een polysacharide die uitsluitend is opgebouwd uit glucose-eenheden. Hieronder en in de uitwerkbijlage is de vergelijking van de hydrolyse van het uiteinde van een cellulosemolecuul onvolledig weergegeven.

Maak op de uitwerkbijlage de reactievergelijking compleet van de hydrolyse van het uiteinde van het gegeven cellulosemolecuul (de uitwerkbijlage kun je downloaden door bovenaan de pagina op de downloadknop te klikken).

Laat hierbij twee losse moleculen glucose afsplitsen.
Gebruik structuurformules.

Uit de tekst is op te maken dat cellulose gehydrolyseerd wordt tot glucose.

Hydrolyseren houdt in dat de cellulose reageert met waterstof. Er moeten twee glucose moleculen worden afgesplitst.

Cellulose + waterstof reageert tot twee losse moleculen glucose.

Dit is te schrijven als:

Toelichting puntenscore:
- voor de pijl = 1 punt^.
- na de pijl = 1 punt.
- na de pijl en elementbalans juist = 1 punt.
Opmerkingen
- De bindingshoek van H₂O niet beoordelen.
- De stand van de OH-groepen in de reactieproducten niet beoordelen.
- Als voor water een molecuulformule in plaats van een structuurformule is gegeven, dit niet aanrekenen.
- Als een tweede structuurformule van glucose is getekend in plaats van de coëfficiënt 2, dit hier goed rekenen.

Vraag 3 (3 punten)

Geef de vergelijking in molecuulformules van de reactie van glucose met waterstof tot hexaan en water.

Gebruik in je antwoord > voor de pijl en gebruik spaties tussen de verschillende onderdelen in de reactievergelijking.

Vul een antwoord in.

Helaas. Het antwoord is niet juist. Probeer het nog een keer!

Klopt! Het gegeven antwoord is juist.

C₆H₁₂O₆ + 7 H₂> C₆H₁₄ + 6 H₂O

Toelichting antwoord:

glucose + waterstof > hexaan + water oftewel C₆H₁₂O₆ + H₂> C₆H₁₄ + H₂O

Nu moet de balans tussen de atomen nog gelijk worden gemaakt. Dit geeft: C₆H₁₂O₆ + 7 H₂ > C₆H₁₄ + 6 H₂O.

Toelichting puntenscore:
- C₆H₁₂O₆ voor de pijl en C₆H₁₄ na de pijl = 1 punt.
- H₂ voor de pijl en H₂O na de pijl = 1 punt.
- De elementbalans juist in een vergelijking met uitsluitend de juiste formules voor en na de pijl = 1 punt.
Opmerkingen
- Indien een antwoord een overschrijffout bevat in de formule van hexaan, zoals: C₆H₁₂O₆ + 6 H₂ > C₆H₁₂ + 6 H₂O, maximaal 2 punten toekennen.
- Als in plaats van molecuulformules één of meer juiste structuurformules zijn gebruikt, dit niet aanrekenen.

Vraag 4 (2 punten)

De vloeistoffen water en dodecaan (C₁₂H₂₆) mengen niet goed (zie figuur 1a en 1c).

Geef hiervoor een verklaring aan de hand van de formule van dodecaan.

Er zijn meerdere juiste antwoorden mogelijk. Deze antwoorden zijn allemaal correct:
- Dodecaan is een koolwaterstof / dodecaan(moleculen) bevat(ten) uitsluitend C- en H-atomen en is/zijn dus hydrofoob/apolair.
- Dodecaan(moleculen) bevat(ten) uitsluitend C-C-bindingen en C-H-bindingen. Dodecaan(moleculen) is/zijn dus hydrofoob/apolair.
- Dodecaan(moleculen) bevat(ten) geen OH-groepen en geen NH-groepen. Dodecaan(moleculen) kan/kunnen dus geen waterstofbruggen vormen (met watermoleculen).
Toelichting puntenscore:
- Dodecaan is een koolwaterstof/Dodecaan(moleculen) bevat(ten) uitsluitend C- en H-atomen/Dodecaan(moleculen) bevat(ten) uitsluitend C-C-bindingen en C-H-bindingen/Dodecaan(moleculen) bevat(ten) geen OH-groepen en geen NH-groepen = 1 punt.
- Dodecaan is hydrofoob/apolair / Dodecaan(moleculen) vormt/vormen geen waterstofbruggen (met watermoleculen) = 1 punt.

Vraag 5 (3 punten)

Bij een experiment werd 0,50 g cellulose in een mengsel van water, dodecaan, waterstof en de twee katalysatoren gebracht. Het ontstane mengsel werd gedurende 12,0 uur geroerd bij een temperatuur van 190 °C. Na 12,0 uur was 2,56 x 10^–3 mol hexaan gevormd.

Bereken de gemiddelde reactiesnelheid, in mol per L water per seconde, waarmee hexaan werd gevormd gedurende de reactietijd van 12,0 uur.

Neem aan dat bij dit experiment 9,5 mL water is gebruikt.
Geef de uitkomst in het juiste aantal significante cijfers.

Rond af op 1 decimaal nauwkeurig en gebruik ^ als het exponent in je antwoord (6,7×10^-2 = 6,7×10^-2).

Let op: op een examen verwacht een docent de hele berekening zoals in de uitwerking staat.

Vul een antwoord in.

Helaas. Het antwoord is niet juist. Probeer het nog een keer!

Klopt! Het gegeven antwoord is juist.

De gemiddelde reactiesnelheid is 6,2 x 10^-6 mol L^-1 s^-1.

Toelichting antwoord:

Er zijn meerdere juiste berekeningen. Deze berekeningen zijn allemaal correct:
1. Er werd 2,56 x 10^–³ mol hexaan gevormd in 9,5 mL water.
  
  Dat is 2,56 x 10^-3 / 9,5 x 10^-3 = 2,69 x 10^-1 (mol L^-1).
  
  De reactietijd was 12,0 x 60 x 60 = 4,32 x 10⁴ (s).
  
  Dus de reactiesnelheid was 2,69 x 10^-1 / 4,32 x 10⁴ = 6,2 x 10^-6 (mol L^-1 s^-1).
2. (2,56 x 10^-3 / 9,5 x 10^-3) / (12,0 x 60 x 60) = 6,2 x 10^-6 (mol L^-1 s^-1)
Toelichting puntenscore:
- Berekening van de chemische hoeveelheid hexaan die wordt gevormd per L gebruikt water = 1 punt.
- Omrekening naar de gemiddelde reactiesnelheid in mol L⁻¹ s⁻¹ = 1 punt.
- De uitkomst gegeven in twee significante cijfers = 1 punt.

Ga naar de volgende opgaven van het eindexamen scheikunde havo 2022 tijdvak 1 deel 2.

Bron: examenblad.nl

Bekijk ook eens

Lees meer

Bekijk alles

Kom je er nog niet uit?

Stap 1

Zoek verder in hulp bij leren

Stap 2

Stel de vraag in de vraagbaak

Eindexamen

Hexaan uit cellulose

Vak

Scheikunde

Niveau

Havo

Onderwerp

Chemisch rekenen, Polymeren, Productieprocessen

Leerjaar

5

Hexaan uit cellulose

Vraag 1 (2 punten)

Toelichting puntenscore:

Vraag 2 (3 punten)

Toelichting puntenscore:

Vraag 3 (3 punten)

Toelichting antwoord:

Toelichting puntenscore:

Vraag 4 (2 punten)

Toelichting puntenscore:

Vraag 5 (3 punten)

Toelichting antwoord:

Toelichting puntenscore:

Vraag 6 (2 punten)

Toelichting puntenscore:

Bekijk ook eens

Eindexamen

Chemie in olieverf

Eindexamen

Kunstgrasmat

Eindexamen

Goede wijn

Eindexamen

Palladiumvanger

Eindexamen

Battolyser

Eindexamen

Lood in wijn

Eindexamen

Wasmiddel verwijdert vlekken

Eindexamen

Toner

Eindexamen

Ethyllactaat

Eindexamen

Lithium-ionbatterij

Kom je er nog niet uit?

Examenopgaven over een kunstgrasmat - Scheikunde

Chemisch hoofdoperator

Het mooie aan deze studie zijn de grote labs