Vraag 1 (2 punten)

1. 2 CdCO₃ + 3 S → 2 CdS + SO₂ + 2 CO₂

   Toelichting antwoord:

   Cadmiumcarbonaat + zwavel (S) → Cadmiumsulfide (CdS) + zwaveldioxide + koolstofdioxide

   In tabel 40A kun je vinden dat cadmium Cd is, en in tabel 99 dat Cd een lading van 2+ heeft. In Binas tabel 66 kun je vinden dat carbonaat bestaat uit CO₃ en een lading heeft van 2 -. Samen vormt dit CdCO₃.

   Dit geeft CdCO₃ + S → CdS + SO₂ + 2 CO₂ , waarna de vergelijking kloppend moet worden gemaakt (dezelfde hoeveelheid atomen aan de linker en rechter kant van de vergelijking), waaruit het antwoord 2 CdCO₃ + 3 S → 2 CdS + SO₂ + 2 CO₂ volgt.

   Toelichting puntenscore:

   • links van de pijl CdCO₃ en S = 1 punt
   • rechts van de pijl CdS, SO₂ en CO₂ en de elementbalans juist bij uitsluitend de juiste formules links en rechts van de pijl = 1 punt

    

   Opmerking
   Als de formule S₂ of S₈ voor zwavel is gebruikt, wordt dit niet aangerekend.

Vraag 2 (3 punten)

1. De massa zwavel in gram is 2,8*10^2 (gram).

   Toelichting antwoord:

   Er zijn meerdere uitwerkingen mogelijk. Deze uitwerkingen zijn allemaal correct:

   1. 1. 1. Om het aantal gram zwavel te vinden moet de massa cadmiumcarbonaat omgerekend worden naar het aantal mol, zodat je het aantal mol en daarmee aantal gram zwavel kunt vinden.

            De atoommassa’s zijn gegeven in tabel 99 van Binas. De molaire massa van CdCO₃ = 112,4 + 12,01 + 16,00 x 3 = 172,41 = afgerond 172,41 g/mol.1,0 kg cadmiumcarbonaat = 1000 (g)/ 172,41 (g/mol) = 5.800… mol.

            De verhouding tussen CdCO₃ : S in de reactie is 2 : 3 (zie de coëfficiënten in de reactievergelijking in het antwoord van de vorige vraag).

            Voor 2 mol cadmiumcarbonaat is dus 3 mol zwavel nodig. Dit geeft aantal mol zwavel = 3/2 x aantal mol cadmiumcarbonaat.Dus 5.800… mol x 3/2 = 8,700… mol zwavel.

            Reken dit om naar gram met de molaire massa van zwavel = 32,06 g/mol.

            Aantal gram zwavel = 8,700… (mol) x 32,06 (g/mol) = 278,928… gram.

            Dit moet je afronden naar twee significante cijfers. Dat geeft 2,8 · 10² gram zwavel of 2,8 * 10^2 gram zwavel.

         2. $\frac{1,0\times {10}^3}{172}\times \frac{3}{2}\times 32,1=2,8\times {10}^2$
         3. In 1,0 kg cadmiumcarbonaat is er $\frac{1,0\times {10}^3}{172}= 5,81 \left(\mathrm{mol}\right) {\mathrm{CdCO}}_3$.
            Er is dus $5,81\times \frac{3}{2}\times 32,1=2,8\times {10}^2 \left(\mathrm{g}\right)$zwavel nodig.

    

   Toelichting puntenscore:

   • omrekening van de massa cadmiumcarbonaat naar de chemische hoeveelheid = 1 punt
   • omrekening naar de massa in gram zwavel die minimaal nodig is = 1 punt
   • de uitkomst van de berekening gegeven in twee significante cijfers = 1 punt

    

   Opmerkingen

   • Als de formule S₂ of S₈ voor zwavel is gebruikt, wordt dit niet aangerekend.
   • Als een onjuist antwoord op vraag 2 het consequente gevolg is van een onjuist antwoord op vraag 1, wordt dit niet aangerekend.

    

Vraag 3 (2 punten)

1. Zwavel bestaat uit moleculen. Cadmiumsulfide is een zout, dus cadmiumsulfide bestaat uit ionen. Tussen de zwavelmoleculen zijn vanderwaalsbindingen aanwezig. Tussen de ionen van cadmiumsulfide zijn ionbindingen aanwezig. Deze ionbindingen zijn sterker dan de vanderwaalsbindingen, dus het kookpunt van zwavel ligt lager.

   Toelichting puntenscore:

   • Inzicht welke deeltjes in elk van beide stoffen voorkomen = 1 punt
   • De bindingstypes die hiermee samenhangen juist en conclusie = 1 punt

    

Vraag 4 (2 punten)

1. CdS + 2 O₂ + H₂O → CdSO₄ · H₂O

   Toelichting puntenscore:

   • links van de pijl CdS, O₂ en H₂O = 1 punt
   • rechts van de pijl CdSO₄ · H₂O en de elementbalans juist bij uitsluitend de juiste formules links en rechts van de pijl = 1 punt

    

   Opmerking
   Een antwoord als het volgende wordt goed gerekend:

   • CdS + 2 O₂ → CdSO₄
   • CdSO₄ + H₂O → CdSO₄ · H₂O

    

Vraag 5 (2 punten)

1. (NH₄)₂Cd₂(SO₄)₃

   Toelichting antwoord:

   In het gevonden zout zijn cadmiumionen en sulfaationen gevonden in de molverhouding 2 : 3.

   Dus 2 Cd₂²⁺ heeft in totaal een lading van 2 x 2+ = 4+ en 3 SO₄^2- heeft samen een lading van 3 x 2 – = 6 -, dus samen heeft dit een lading van 2 -.

   Er moet nog een ion worden toegevoegd om samen tot een lading van 0 te komen. In de tekst wordt amoniak (NH₃) genoemd. Samen met water vormt ammoniak een NH4⁺ ion. Dit heeft een lading van 1 +, dus hiervan zijn twee ionen nodig (2 x 1 + = 2 +) om het gehele molecuul een lading van 0 te geven.

   Samen wordt dit 2 Cd₂²⁺, 3 SO₄^2- en 2 NH4⁺ en ontstaat de verhoudingsformule (NH₄)₂Cd₂(SO₄)₃.

   Toelichting puntenscore:

   • In de verhoudingsformule NH₄⁺ genoteerd = 1 punt
   • De rest van de verhoudingsformule juist = 1 punt

    

Vraag 6 (3 punten)

1. Het cadmiumsulfaat dat in de verflaag aanwezig is, heeft een (relatief) hoge waarde voor Ks . Tijdens periodes van hoge luchtvochtigheid kan het evenwicht CdSO₄ ⇌ Cd²⁺ + SO₄^2– zich instellen, waardoor in de verflaag de [SO₄^2– ] (relatief) hoog is.

   Het lood(II)ethanoaat dat in de vernislaag aanwezig is, heeft een hoge waarde voor Ks . Tijdens periodes van hoge luchtvochtigheid kan het evenwicht Pb(CH₃COO)₂ ⇌ Pb²⁺ + 2 CH₃COO^– zich instellen, waardoor in de vernislaag de [Pb²⁺] (relatief) hoog is.
   

   Deze ionen zullen door de lagen heen bewegen en elkaar tegenkomen / met elkaar mengen. Omdat de waarde van Ks van lood(II)sulfaat (relatief) laag is, ligt het evenwicht PbSO₄ ⇌ Pb²⁺ + SO₄^2– links (waardoor in de vernislaag vast PbSO₄ zal ontstaan).

   Toelichting puntenscore:

   • Benoemt dat de waardes van Ks van cadmiumsulfaat en lood(II)ethanoaat (relatief) hoog zijn waardoor de [Pb²⁺] en de [SO₄^2–] (relatief) hoog kunnen worden = 1 punt
   • Benoemt dat dan Pb²⁺-ionen en SO₄^2–-ionen door de lagen heen bewegen en mengen / elkaar tegenkomen = 1 punt
   • Benoemt dat de waarde van Ks van lood(II)sulfaat (relatief) laag is, waardoor het evenwicht naar links verschuift (en conclusie) = 1 punt