Hulp bij leren Eindexamens

Scheikunde – vwo – 2022 – tijdvak 1 – deel 3

Alle eindexamens

Eindexamen

Niacine

Vak

Scheikunde

Niveau

Vwo

Leerjaar

6

Dit zijn opgaven 14 t/m 20 uit het eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 1.

Je hebt de uitwerkbijlage nodig voor vraag 15. Deze is bovenaan de pagina te downloaden onder .

Tenzij anders vermeld, is er sprake van standaardomstandigheden: T = 298 K en p = p0.

Wil je bij opgave 1 starten? Ga dan naar het begin van dit examen.

Niacine

Niacine (vitamine B3) is een vitamine die van belang is voor het functioneren van een groot deel van de enzymsystemen in het lichaam. Er bestaan productieprocessen om niacine uit goedkope fossiele grondstoffen te produceren. In de eerste stap van zo’n proces wordt picoline gevormd. In de tweede stap wordt picoline omgezet tot niacine.

De structuurformules van picoline en niacine zijn in figuur 1 weergegeven.

In de eerste stap wordt picoline gemaakt uit propanal, prop-2-enal en ammoniak. Prop-2-enal is een aldehyde met molecuulformule C₃H₄O. In deze reactie worden behalve picoline ook water en nog één andere stof gevormd.

Vraag 14 (4 punten)

Geef de vergelijking van deze vorming van picoline. Gebruik structuurformules voor de organische deeltjes.

Toelichting antwoord

In de tekst wordt gegeven dat picoline wordt gevormd uit propanal, prop-2-enal en ammoniak. Deze drie stoffen moeten dus links van de pijl.

Prop-2-enal is een aldehyde met molecuulformule C₃H₄O. In deze reactie worden behalve picoline ook water en nog één andere stof gevormd (rechts van de pijl).

Gebruik voor het tekenen van de structuurformules Binas-tabel 66D.

Toelichting puntenscore:
- Links van de pijl de juiste structuurformule van propanal = 1 punt.
- Links van de pijl de juiste structuurformule van prop-2-enal = 1 punt.
- Links van de pijl NH₃ en rechts van de pijl H₂O en H₂ en de structuurformule van picoline juist = 1 punt.
- De elementbalans juist bij uitsluitend de juiste formules links en rechts van de pijl = 1 punt.
Opmerkingen
- Ken maximaal 3 punten toe indien het volgende antwoord is gegeven: .
- Als ammoniak en/of water en/of waterstof met een structuurformule zijn weergegeven, dit niet aanrekenen.

Vraag 15 (2 punten)

Niacine kan ook worden gemaakt op basis van de stof quinolinezuur waarbij wordt gebruikgemaakt van micro-organismen. Om de productie van quinolinezuur in het micro-organisme zo hoog mogelijk te maken, hebben onderzoekers genetisch gemodificeerde micro-organismen gekweekt. Als gevolg van de modificatie scheiden deze micro-organismen meer quinolinezuur uit. In figuur 2 is deze biosynthese schematisch weergegeven. Binnen de cel zijn drie enzymen (P, Q en R) betrokken bij de vorming van quinolinezuur.

Stof Y wordt door enzym Q omgezet tot quinolinezuur. Stof Y reageert echter ook snel en zonder hulp van enzymen tot allerlei nevenproducten. De snelheid van iedere enzymatische omzetting in dit proces wordt bepaald door de concentratie van het betrokken enzym. In de genetisch gemodificeerde micro-organismen waren de concentraties van de enzymen P, Q en R afwijkend. Hierbij waren er twee doelstellingen:

zo min mogelijk andere stoffen dan quinolinezuur produceren;
zo veel mogelijk quinolinezuur per tijdseenheid produceren.

Bij een presentatie van het onderzoek gebruikten de onderzoekers een tabel waaruit blijkt hoe de concentratie van elk enzym moest veranderen om beide doelstellingen te realiseren. Hier en in de uitwerkbijlage is deze tabel onvolledig weergegeven (de uitwerkbijlage kun je downloaden door bovenaan de pagina op de downloadknop te klikken).

Zet in de tabel achter elk enzym een kruisje in de juiste kolom. Elke kolom moet hierbij één kruisje bevatten.

Toelichting antwoord

Om de concentraties van de enzymen te beredeneren moet je eerst weten wat ze doen. Dit staat in de tekst:
- Enzym P: maakt stof Y.
- Enzym Q: zet stof Y om in quinolinezuur.
- Enzym R: zet quinolinezuur om in nicotinamides.
Verder staat nog in de tekst dat stof Y snel zonder hulp van andere stoffen nevenproducten vormt.

De onderzoekers willen zoveel mogelijk quinolinezuur en zo min mogelijk andere stoffen. De beredenatie voor de juiste concentraties is dus als volgt: om zoveel mogelijk quinolinezuur te produceren heb je stof Y nodig, dus moet de concentratie van enzym P hoger zijn dan normaal. Maar omdat stof Y snel nevenproducten vormt, moet er een veel hogere concentratie van enzym Q zijn om zo snel mogelijk quinalinezuur te vormen en om stof Y geen kans te geven om nevenproducten te vormen. Enzym R zet quinolinezuur om in nicotinamides, dus daarvan moet de concentratie lager zijn dan normaal om zoveel mogelijk quinalinezuur over te houden.

Toelichting puntenscore:
- P hoger en Q veel hoger = 1 punt.
- R lager = 1 punt.

Vraag 16 (3 punten)

Alle stoffen in figuur 2 reageren in de molverhouding 1:1. In figuur 2 is ook aangegeven dat een deel van het gevormde quinolinezuur de cel verlaat. Bij een van de proeven werd zo een oplossing met daarin 5,5 g quinolinezuur verkregen. Het quinolinezuur werd vervolgens door de onderzoekers omgezet tot niacine. Hierbij werd 3,8 g niacine gevormd.

Bereken het rendement van deze omzetting.

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.

Het rendement is 0,94.

Toelichting antwoord

Er zijn meerdere juiste berekeningen. Deze berekeningen zijn allemaal correct:
1. Het rendement is als volgt te berekenen: rendement = (aantal gram product / aantal gram reactant) (x 100).
  
  Het aantal gevormde product (niacine) is bekend, namelijk 3,8 g.
  
  Het maximaal te vormen niacine is als volgt te berekenen:
  
  Er is 5,5 gram quinolinezuur verkregen. Dit is, 5,5 / molaire massa, mol quinolinezuur.
  
  Zoek de benodigde atoommassa’s op in het online periodiek systeem op exactwatjezoekt.nl en/of in Binas-tabel 99.
  
  De formule van quinolinezuur is C₇H₅NO₄ (dit is te halen uit figuur 2). De molaire massa van quinolinezuur = (7 x atoommassa C) + (5 x atoommassa H) + (1 x atoommassa N) + (4 x atoommassa O) = (7 x 12,01 u) + (5 x 1,01 u) +(1 x 14,01) + (4 x 16,00)= 167 g/mol.
  
  Er is dus 5,5 / 167 = 3,29 x 10^–² (mol) quinolinezuur gebruikt.
  
  Quinolinezuur > niacine + CO₂, dus C₇H₅NO₄> niacine + CO₂. De formule van niacine is daarom C₆H₅NO₂.
  
  De molaire massa van niacine = (6 x atoommassa C) + (5 x atoommassa H) + (1 x atoommassa N) + (2 x atoommassa O) = (6 x 12,01 u) + (5 x 1,01 u) +(1 x 14,01) + (2 x 16,00)= 123 g/mol.
  
  Hieruit kan dus maximaal 3,29 x 10^-2 x 123 = 4,05 (g) niacine worden gevormd.
  
  Het rendement is dus 3,8 / 4,05 = 0,94 ( = 94%).
2. Er is 3,8 / 123 = 3,09 x 10^-2 (mol) niacine gevormd uit 5,5 / 167 = 3,29 x 10^-2 (mol) quinolinezuur.
  
  Het rendement is (3,09 x 10^-2) / (3,29 x 10^-2) = 0,94 ( = 94%).
Toelichting puntenscore:

Berekening 1:
- De molaire massa’s juist = 1 punt.
- Omrekening van de gegeven massa quinolinezuur naar de massa niacine die maximaal kan worden gevormd = 1 punt.
- Omrekening naar het rendement = 1 punt.
Berekening 2:
- De molaire massa’s juist = 1 punt.
- Berekening van de chemische hoeveelheid van beide stoffen = 1 punt.
- Omrekening naar het rendement = 1 punt.

Vraag 17 (4 punten)

Halverwege de twintigste eeuw is ontdekt dat niacine ook kan worden toegepast als geneesmiddel. Uit onderzoek naar de werking van niacine bleek dat het zuurrest-ion van niacine aan een receptoreiwit bindt. Niacine is een zwak zuur. In water treedt het evenwicht uit figuur 3 op.

De pH in de vloeistof rondom het receptoreiwit is zodanig, dat meer dan 90% van alle niacine-deeltjes voorkomt als zuurrest-ion. De waarde van de K_z van niacine bij de heersende omstandigheden is 1,3 x 10^–5.

Bereken de pH waarbij 90% van alle niacine-deeltjes voorkomt als zuurrest-ion. Geef de uitkomst in het juiste aantal significante cijfers.

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 pH is 5,84.

Toelichting antwoord:

De pH is te berekenen met de formule: pH = -log[H ⁺].

In water treed het evenwicht op, dus K_z= ([H₃O⁺][~COO^–]) / [~COOH]. Omschrijven geeft: [H₃O⁺] = K_z([~COOH] / [~COO^–])

De concentratie H⁺-ionen is [H₃O⁺] = 1,3 x 10^-5 x ([~COOH] / [~COO^–]).

Meer dan 90% van alle niacine-deeltjes komt voor als zuurrest-ion dus ~COO^–= 0,90 en ~COOH = 0,10.

Invullen van de formule geeft: [H₃O⁺] = 1,3 x 10^-5 x (0,10 / 0,90) = 1,4 x 10^-6.

Dit geeft pH = -log1,4 x 10^-6 = 5,84.

Toelichting puntenscore:
- De evenwichtsvoorwaarde juist, eventueel reeds gedeeltelijk ingevuld = 1 punt.
- Gebruik van [~COOH] / [~COO^–] = 0,10 / 0,90 = 1 punt.
- Rest van de berekening = 1 punt.
- De uitkomst van de pH-berekening gegeven in twee decimalen = 1 punt.

Vraag 18 (2 punten)

Leg uit of de pH van de vloeistof rondom het receptoreiwit hoger of lager is dan de berekende waarde.

Er zijn meerdere juiste mogelijkheden. Deze antwoorden zijn allemaal correct:
- Als de [~COO^–] stijgt (ten opzichte van de [~COOH]), dan moet de [H₃O⁺]/[H⁺] lager zijn. Dat betekent dat de pH hoger is (dan 5,84).
- Dan is in de berekening de ([~COO^–] / [~COOH])> 9. Dan is de [H₃O⁺]/[H⁺] lager dan 1,4 x 10^–6. De pH is dus hoger (dan 5,84).
Toelichting puntenscore:
- Als de [~COO^–] stijgt (ten opzichte van de [~COOH]), dan moet de [H₃O⁺]/[H⁺] lager zijn = 1 punt.
- Consequente conclusie = 1 punt.
Opmerking
Als een onjuist antwoord op vraag 18 het consequente gevolg is van een onjuist antwoord op vraag 17, dit niet aanrekenen.

Vraag 19 (2 punten)

In figuur 4 is een gedeelte van de coderende streng van het menselijk DNA weergegeven, beginnend bij de base met nummer 1072. De code voor het receptoreiwit begint bij de base met nummer 1. In het weergegeven gedeelte bevindt zich het stopcodon voor het receptoreiwit.

Bepaal met behulp van figuur 4 het aantal aminozuureenheden in de eiwitketen van het receptoreiwit.

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.

Het aantal aminozuureenheden is 363.

Toelichting antwoord:

Het deel tot en met base 1071 codeert voor 1071 / 3 = 357 aminozuureenheden.

In de weergegeven basen bevindt zich het stopcodon TAA./In het mRNA bevindt zich het stopcodon UAA.

Vóór het stopcodon zijn 18 basen/6 codons aanwezig dus het eiwit bevat 357 + 6 = 363 aminozuureenheden.

Toelichting puntenscore:
- Herkenning van het juiste einde van de keten / herkenning van het stopcodon = 1 punt.
- Consequente berekening van het aantal aminozuureenheden = 1 punt.

Vraag 20 (4 punten)

Teken met behulp van figuur 4 de structuurformule van het uiteinde van de eiwitketen van het receptoreiwit. Dit gedeelte moet bestaan uit de laatste twee aminozuureenheden.

Toelichting antwoord:

De laatste twee codons vóór het stopcodon zijn TCT CCT.

In het mRNA zijn dit UCU CCU. Deze codons coderen voor serine en proline.

Toelichting puntenscore:
- De juiste aminozuureenheden afgeleid uit de DNA-code = 1 punt.
- De restgroepen consequent juist weergegeven = 1 punt.
- De peptidegroep juist weergegeven = 1 punt.
- Het begin van het fragment juist weergegeven, bijvoorbeeld met ~, en het einde met een carboxylgroep en de rest van de structuurformule juist = 1 punt.
Opmerking
Als een onjuist antwoord op vraag 20 het consequente gevolg is van een onjuist antwoord op vraag 19, dit niet aanrekenen.

Ga naar de volgende opgaven van het eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 1.

Bron: examenblad.nl

Bekijk ook eens

Lees meer

Bekijk meer

Kom je er nog niet uit?

Stap 1

Zoek verder in hulp bij leren

Stap 2

Stel de vraag in de vraagbaak

Eindexamen

Niacine

Vak

Scheikunde

Niveau

Vwo

Leerjaar

6

Niacine

Vraag 14 (4 punten)

Toelichting antwoord

Toelichting puntenscore:

Vraag 15 (2 punten)

Toelichting antwoord

Toelichting puntenscore:

Vraag 16 (3 punten)

Toelichting antwoord

Toelichting puntenscore:

Vraag 17 (4 punten)

Toelichting antwoord:

Toelichting puntenscore:

Vraag 18 (2 punten)

Toelichting puntenscore:

Vraag 19 (2 punten)

Toelichting antwoord:

Toelichting puntenscore:

Vraag 20 (4 punten)

Toelichting antwoord:

Toelichting puntenscore:

Bekijk ook eens

Eindexamen

Groene chemie met dimethylcarbonaat

Eindexamen

Chloropreenfabriek

Eindexamen

Autobanden

Eindexamen

Een pleister voor stroom

Eindexamen

‘Groene’ verf?

Eindexamen

IJzerstapeling

Eindexamen

Suikerbatterij

Eindexamen

Marquis-reagens voor alkaloïden

Eindexamen

Ethyllactaat

Eindexamen

Goede wijn

Kom je er nog niet uit?

Examenopgaven over chloropreenfabriek - Scheikunde

Chemo en jouw afweer samen tegen kanker

Het mooie aan deze studie zijn de grote labs