Houtspons
Alle eindexamens

Eindexamen

Houtspons

Dit zijn opgaven 1 t/m 9 uit het eindexamen scheikunde – havo – 2022 – tijdvak 2.

De uitwerking vind je met de knop ‘Toon uitwerking’. Let op, als er geen ‘Controleer antwoord’ knop staat, moet je zelf je antwoord controleren met behulp van de uitwerking.

De uitwerkbijlage heb je nodig voor vraag 4 en is bovenaan de pagina te downloaden onder

Houtspons

Bij scheepsongelukken kan olie lekken naar het water. Om milieuschade te voorkomen hebben onderzoekers een materiaal op basis van hout ontwikkeld, waarmee olie uit water kan worden opgenomen. De werking van dit materiaal lijkt op die van een spons. Daarom heeft het de naam ‘houtspons’ gekregen. Hout bestaat uit cellulose, lignine en hemicellulose. Bij het maken van een houtspons moet het hout als volgt worden behandeld:

stap 1: Lignine wordt verwijderd.
stap 2: Hemicellulose wordt verwijderd.
stap 3: De overgebleven cellulose wordt gedroogd.
stap 4: De gedroogde cellulose wordt hydrofoob gemaakt.

stap 1
Voor het verwijderen van lignine wordt een oplossing van natriumchloriet gebruikt met een pH van 4,7. Deze oplossing bevat onder andere chlorietionen (ClO2). Uit deze chlorietionen wordt chloordioxide (ClO2) gevormd volgens reactie 1.

Chloordioxide (ClO2) reageert vervolgens met lignine. Bij deze redoxreactie wordt ClO2 omgezet tot ClO2 volgens onderstaande halfreactie a. Deze vergelijking is onvolledig: er ontbreekt een elektron.

 

Vraag 1 (2 punten)

Bereken de [H+] in mol L–1 van een oplossing met een pH van 4,7.

Geef de uitkomst in het juiste aantal significante cijfers en gebruik ^ als het exponent in je antwoord (6,7×10-2 = 6,7×10^-2).
Je kunt je antwoord checken met de ‘Controleer antwoord’ knop.
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.

Vraag 2 (2 punten)

Leg uit of ClO2 in halfreactie a reageert als oxidator of als reductor.

Vraag 3 (2 punten)

ClO2 wordt in reactie 1 omgezet en tijdens de reactie van ClO2 met lignine weer gevormd. Toch is ClO2 geen  katalysator. Leg uit met behulp van reactie 1 en halfreactie a dat ClO2 geen katalysator is.

Vraag 4 (3 punten)

De reactie met ClO2 veroorzaakt veranderingen in de structuur van lignine. In figuur 1 is zo’n verandering schematisch weergegeven.

Door deze veranderingen wordt lignine beter oplosbaar in water en kan lignine uit het hout verwijderd worden. De verbeterde oplosbaarheid is onder andere te danken aan de vorming van waterstofbruggen met de ontstane zuurgroep en door hydratatie van de geladen groep.

Voer de volgende opdrachten uit op de uitwerkbijlage hieronder. De uitwerkbijlage kun je downloaden door boven aan de pagina op de download knop te klikken:

– Teken twee watermoleculen die de geladen groep hydrateren.
– Teken nog eens twee watermoleculen die elk met een waterstofbrug zijn verbonden met de ontstane zuurgroep. Geef de waterstofbruggen weer met stippellijntjes (• • •).
– Geef de watermoleculen weer met .

Vraag 5 (2 punten)

stap 2 en 3
Na het verwijderen van de lignine wordt de hemicellulose uit het hout verwijderd met natronloog. Van het hout blijft dan alleen de cellulose over, die nog een kleine hoeveelheid water bevat. Dit water moet ook nog worden verwijderd. Hiertoe wordt de cellulose sterk afgekoeld, zodat het aanwezige water bevriest. Door de luchtdruk steeds laag te houden, verdampt het bevroren water en wordt dit vervolgens afgevoerd. Deze scheidingsmethode heet ‘vriesdrogen’ en heeft overeenkomsten met het indampen van een oplossing. Zo zijn bijvoorbeeld de fasen van het water en van het residu, direct na uitvoering van het vriesdrogen, gelijk aan de fasen direct na uitvoering van het indampen van een oplossing.

Geef de toestandsaanduidingen van het residu en van het water direct na het vriesdrogen van cellulose.
Noteer je antwoord als volgt:
toestandsaanduiding residu: …
toestandsaanduiding water: …

Vraag 6 (1 punt)

stap 4
Om olie te kunnen opnemen, moet het oppervlak van de cellulose hydrofoob worden gemaakt. Dit gebeurt door een behandeling waardoor op de cellulose een laagje van het polymeer polysiloxaan wordt gevormd. Daarna is de houtspons klaar. In figuur 2 is de reactie tussen drie monomeereenheden van polysiloxaan en drie monomeereenheden van cellulose schematisch weergegeven.

Geef aan welke stof (X) bij deze reactie wordt afgesplitst.

Vraag 7 (2 punten)

Olie is een mengsel van koolwaterstoffen. Leg uit waardoor olie beter aan houtspons bindt dan aan cellulose. Gebruik de structuurformules die zijn weergegeven in figuur 2.

Vraag 8 (1 punt)

Geabsorbeerde olie kan uit houtspons worden verwijderd door deze eenvoudigweg eruit te persen. De houtspons veert daarna terug tot zijn oude vorm en kan opnieuw worden gebruikt. Onderzoekers hebben de opname van olie door de houtspons gemeten tijdens een aantal cycli van opname en uitpersen. De resultaten zijn in figuur 3 weergegeven. De opname van olie is uitgedrukt in het aantal gram olie dat per gram houtspons is opgenomen.

Geef aan hoe uit figuur 3 blijkt dat de olie niet volledig uit de houtspons geperst kan worden.

Vraag 9 (3 punten)

In 2018 botste in de Rotterdamse haven een Noorse olietanker op een steiger, waardoor de tanker 200 ton olie verloor.
Bereken aan de hand van figuur 3 hoeveel cycli van opname en uitpersen minimaal nodig zijn om 200 ton olie uit het water van de haven te verwijderen met behulp van 100 kg houtspons.
Lees de opgenomen olie af in één decimaal.
Neem aan dat:
– de gemiddelde opname per cyclus overeenkomt met die van cyclus 8.
– 1 ton = 103 kg

Ga naar de volgende opgaven van dit eindexamen > scheikunde – havo – 2022 – tijdvak 2 – deel 2

Bron: examenblad.nl

Bekijk ook eens

studiehulp icoon Chemie in olieverf
Scheikunde | Havo | 5
Eindexamen
Chemie in olieverf
Vragen 15 t/m 21 uit eindexamen Scheikunde - havo - 2023 - tv1
Lees meer
studiehulp icoon Metal fuels
Scheikunde | Havo | 5
Eindexamen
Metal fuels
Vragen 10 t/m 15 uit eindexamen Scheikunde - havo - 2022 - tv 2
Lees meer
studiehulp icoon BioGlue®
Scheikunde | Havo | 5
Eindexamen
BioGlue®
Vragen 16 t/m 21 uit eindexamen Scheikunde - havo - 2022 - tv2
Lees meer
studiehulp icoon Alcohol in de auto
Scheikunde | Havo | 5
Eindexamen
Alcohol in de auto
Vragen 22 t/m 31 uit eindexamen Scheikunde - havo - 2022 - tv2
Lees meer
studiehulp icoon Bijensteek
Scheikunde | Havo | 5
Eindexamen
Bijensteek
Vragen 32 t/m 38 uit eindexamen Scheikunde - havo - 2022 - tv 2
Lees meer
studiehulp icoon NLES
Scheikunde | Havo | 5
Eindexamen
NLES
Vragen 22 t/m 28 uit eindexamen Scheikunde - havo - 2022 - tv 1
Lees meer
studiehulp icoon Dioxines en PCB’s
Scheikunde | Vwo | 6
Eindexamen
Dioxines en PCB’s
Vragen 1 t/m 4 uit eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 3.
Lees meer
studiehulp icoon Alcoholen uit CO2
Scheikunde | Vwo | 6
Eindexamen
Alcoholen uit CO2
Vragen 5 t/m 10 uit eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 3.
Lees meer
studiehulp icoon Biodiesel uit sheaboter
Scheikunde | Vwo | 6
Eindexamen
Biodiesel uit sheaboter
Vragen 11 t/m 13 uit eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 3.
Lees meer
studiehulp icoon Bacteriële polymeren
Scheikunde | Vwo | 6
Eindexamen
Bacteriële polymeren
Vragen 14 t/m 19 uit eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 3.
Lees meer