Vraag 23 (3 punten)

1. (C₆H₁₀O₅)_n + 6n O₂ → 6n CO₂ + 5n H₂O

   Toelichting antwoord:

   Bij het opstellen van een volledige verbrandingsreactie reageert onder andere O2 tot CO2 en H2O. Het gaat in dit geval om een verbrandingsreactie met hout met de volgende formule (C₆H₁₀O₅)_n. De reactievergelijking wordt dan:

   (C₆H₁₀O₅)_n + O2 → CO₂ +H₂O

   Hierna moet de reactie nog kloppend gemaakt worden, dus dezelfde hoeveelheid atomen zowel voor als na de peil. Zo ontstaat de reactievergelijking:

   (C₆H₁₀O₅)_n + 6n O₂ → 6n CO₂ + 5n H₂O

   Toelichting puntenscore:

   • (C₆H₁₀O₅)_n en O₂ voor de pijl en CO₂ en H₂O na de pijl = 1 punt.
   • Coëfficiënt 1 voor (C₆H₁₀O₅)_n , coëfficiënt 6 voor O₂ en CO₂ en coëfficiënt 5 voor H₂O = 1 punt.
   • Coëfficiënt n voor O₂, CO₂ en H₂O in een vergelijking met uitsluitend de juiste formules voor en na de pijl = 1 punt.

    

   Opmerkingen

   • Indien als enige fout haakjes onjuist geplaatst zijn, bijvoorbeeld: (C₆H₁₀O₅)_n + 6 (O₂)_n → 6 (CO₂)_n + 5 (H₂O)_n = 2 punten.
   • Indien als enige fout voor elke n een geheel getal is ingevuld, bijvoorbeeld: C₆H₁₀O₅ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 5 H₂O = 2 punten.
   • (C₆H₁₀O₅)₅ + 30 O₂ → 30 CO₂ + 25 H₂O = 2 punten.
   • Indien de volgende vergelijking gegeven is: (C₆H₁₀O₅)_n + 3n O₂ → 6n CO + 5n H₂O = 2 punten.

Vraag 24 (3 punten)

1. De reactiewarmte is 5,7 x 10^5 J mol.

   Toelichting antwoord:

   De reactiewarmte kan worden berekend aan de hand van reactie 1, C₆H₁₀O₅ (s) + H₂O (g) → 6 CO (g) + 6 H₂ (g).

   De vormingswarmte van C₆H₁₀O₅ is gegeven in de tekst, – 9,9∙10⁵ J mol^–1. In Binas-tabel 57 kun je de vormingwarmte van H₂O (g) en CO (g) vinden:

   • H₂O (g) is -2,42 · 10⁵ J/mol
   • CO (g) is -1,105 · 10⁵ J/mol

    

   Nu kan de reactiewarmte worden berekend.

   C₆H₁₀O₅ en H₂O staan links van de pijl dus deze stoffen worden niet gevormd maar kapot gemaakt. Daarom wordt het teken voor de vormingswarmte veranderd in + 9,9 ∙10⁵ J/mol en + 2,42 · 10⁵ J/mol.

   De berekening wordt dan 9,9 ∙10⁵ + 2,42 · 10⁵ – 6 x 1,105 · 10⁵ = 5,7 10⁵ J/mol.

   Toelichting puntenscore:

   • Juiste absolute waarden van de vormingswarmtes = 1 punt.
   • Verwerking van de coëfficiënten = 1 punt.
   • Rest van de berekening = 1 punt.

    

   Opmerking
   Het volgende antwoord goed rekenen: 9,9 + 2,42 – 6 x 1,11 = 5,7 · 10⁵ (J mol^-1 ).

Vraag 25 (2 punten)

1. Het gasmengsel moet tot minstens 353 K/80 °C worden afgekoeld. Bij deze temperatuur condenseert benzeen./Bij deze temperatuur wordt benzeen vloeibaar.

   Toelichting antwoord:

   Het kookpunt voor benzeen kun je opzoeken in Binas-tabel 42B.

   Toelichting puntenscore:

   • Vermelding van 353 K / 80 °C = 1 punt.
   • Juiste uitleg = 1 punt.

Vraag 26 (4 punten)

1. Er is 3,0 gram benzeen aanwezig per m³ productgas.

   Toelichting antwoord:

   In de tekst staat dat het productgas 0,35 volumeprocent benzeen (C₆H₆) bevat. Dit is 0,35 L benzeen per 100 L gas.

   Deze verhouding moet worden omgerekend worden naar gram per m³.

   In de tekst staat dat 1,0 molgas bij 850 °C een volume van 92 dm³ heeft.

   Er is 0,35 L gas dus 0.35 / 92 = 3,8 · 10^-3 mol benzeen.

   3,8 · 10^-3 mol benzeen kan worden omgerekend naar gram door middel van de molaire massa van benzeen. De molaire massa van benzeen (C₆H₆) staat in Binas-tabel 98: 78,114.

   Gebruik vervolgens formule m = Mn.

   m = 78,114 x 3,8 · 10^-3 = 0,2968…

   100 L gas is 0,100 m³ gas dus 0,35 L benzeen / 100 L gas = 0,2968… / 0,100 = 2,968… = 3,0 gram.

   Toelichting puntenscore:

   • Juiste verwerking van het volumepercentage = 1 punt.
   • Juiste verwerking van het molair volume = 1 punt.
   • Omrekening naar de massa benzeen in gram per m³ productgas = 1 punt.
   • De uitkomst gegeven in twee significante cijfers = 1 punt.

Vraag 27 (2 punten)

1. De atoomeconomie is 47,1 (%)

   Toelichting uitwerking:

   In de Binas-tabel 37 kun je de formule vinden voor het berekenen van de atoomeconomie: atoomeconomie = (m_product / m_{beginstoffen)} x 100%.

   De massa van de stoffen kun je vinden in Binas-tabellen 98 en 99:

   • CO heeft een massa van 28,010.
   • H₂ heeft een massa van 3 x 2 x 1,008.
   • CH₄ heeft een massa van 16,043.

    

   Invullen van de formule geeft: (16,043 / 28,010 + (3 x 2 x 1,008 )) x 100 = 47,1 %.

   Toelichting puntenscore:

   • De molaire massa’s juist =1 punt.
   • Verwerking van de coëfficiënten en de rest van de berekening = 1 punt.

    

   Opmerking
   Als de omrekening naar percentage is weggelaten, dit niet aanrekenen.

Vraag 28 (4 punten)

1. 

   Toelichting antwoord:

   Voor het opstellen van het stroomschema kun je de tekst doorlopen.

   Je kunt lezen dat de hogere koolwaterstoffen in een eerste scheidingsruimte (S1) door afkoeling uit het productgas worden afgescheiden als teer. De teer wordt naar de verbrandingsreactor (R2) geleid, waar het ook wordt verbrand. Met deze informatie kun je een pijl tekenen S1 naar R2 met de naam ’teer’.

   “In een tweede scheidingsruimte (S2) wordt het overgebleven productgas verder afgekoeld zodat benzeen als vloeistof wordt afgescheiden. Dit kan worden gebruikt als grondstof in de kunststofindustrie.”

   Teken een pijl uit S2 met de naam ‘benzeen’.

   “Het CO uit het productgas wordt in een reactor (R3) omgezet tot methaan. … Ook de andere stoffen uit het productgas worden in R3 omgezet tot methaan. Voor al deze omzettingen in R3 is extra waterstofgas nodig.”

   Teken een pijl naar R3 met de naam ‘waterstofgas’. Teken uit R3 een pijl met de naam ‘methaan’ en ‘water’.

   Toelichting puntenscore:

   • Stofstroom voor teer uit S1 = 1 punt.
   • Stofstroom voor teer uit S1 teruggeleid naar R2 = 1 punt.
   • Stofstroom voor benzeen uit S2 juist = 1 punt.
   • Stofstroom voor waterstof in R3 en stofstroom voor methaan en water uit R3 juist = 1 punt.

    

   Opmerkingen

   • Als in R3 een ingaande stofstroom voor waterstof en uit R3 twee aparte uitgaande stofstromen voor respectievelijk methaan en water zijn weergegeven, dit goed rekenen.
   • Als juiste formules zijn gegeven in plaats van de namen, dit goed rekenen.
   • Als extra namen van stoffen zijn gezet bij de reeds weergegeven pijlen, dit niet beoordelen.