Hulp bij leren Eindexamens

Scheikunde – vwo – 2022 – tijdvak 3 – deel 5

Alle eindexamens

Eindexamen

Ademtest voor leverziekte

Vak

Scheikunde

Niveau

Vwo

Leerjaar

6

Dit zijn opgaven 20 t/m 24 uit het eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 3.

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

Ademtest voor leverziekte

Een leverziekte kan soms lang onopgemerkt blijven. Een goed functionerende lever breekt afvalstoffen uit bloed af, zodat de afvalstoffen kunnen worden uitgescheiden. Wanneer een lever slecht functioneert, worden sommige afvalstoffen niet meer goed afgebroken. Hierdoor kan de concentratie van deze afvalstoffen in de uitgeademde lucht van leverpatiënten hoger worden. Een groep onderzoekers doet onderzoek naar een ademtest waarmee vroegtijdig een leverziekte kan worden opgespoord. Van vijf stoffen is de concentratie gemeten in de uitgeademde lucht van twee groepen personen:

Een groep leverpatiënten die op de wachtlijst staan voor een levertransplantatie;
Een controlegroep van gezonde vrijwilligers.

De resultaten van de metingen zijn in de figuur weergegeven.

Op basis van deze gegevens concludeerden de onderzoekers dat een concentratiebepaling van limoneen kan worden gebruikt voor deze ademtest.

Vraag 21 (3 punten)

Bij de metingen werd onder andere gebruikgemaakt van ‘proton transfer massaspectrometrie’. Bij deze techniek treedt de ionisatie in de gasfase op door botsingen van H₃O⁺-ionen met moleculen R van vluchtige organische verbindingen. De ionisatie kan als volgt worden voorgesteld:

H₃O⁺ (g) + R (g) → H₂O (g) + RH⁺ (g)

Als in een molecuul R een zuurstofatoom voorkomt, bindt in deze reactie het waterstofion aan het zuurstofatoom. Wanneer pentaan-2-on een waterstofion bindt, is mesomerie mogelijk in het gevormde molecuulion. Bij een van de grensstructuren van [pentaan-2-on–H]⁺ voldoet een atoom niet aan de octetregel.

Voer de volgende opdrachten uit:

Teken de twee grensstructuren van [pentaan-2-on–H]⁺.
Geef formele ladingen aan.

Toelichting antwoord:

Teken eerst pentaan-2-on.

In de tekst staat dat wanneer er een zuurstofatoom voorkomt, dat het waterstofion zich dan bindt aan dit zuurstofatoom, dus het H+ atoom bind zich aan de O in pentaan-2-on. Zo ontstaat de eerste grensstructuur.

De tweede grensstructuur ontstaat, wanneer de positieve lading op het C-atoom komt doordat het zuurstofatoom een elektron uit de dubbele binding naar zich toetrekt.

Toelichting puntenscore:
- de structuurformule van geprotoneerd pentaan-2-on ten minste eenmaal juist = 1 punt
- de niet-bindende elektronenparen in beide grensstructuren van pentaan-2-on juist = 1 punt
- de formele ladingen in beide grensstructuren juist = 1 punt

Vraag 22 (3 punten)

Bij geprotoneerd limoneen (C10H17+, m/z = 137) treden fragmentaties op, waarbij telkens een neutraal deeltje en een geladen deeltje worden gevormd. De geladen fragmenten die ontstaan, geven respectievelijk pieken bij m/z = 67 en m/z = 81 en m/z = 95. De neutrale fragmenten die hierbij worden afgesplitst, behoren tot een klasse van koolwaterstoffen.

Leg uit met behulp van een berekening tot welke klasse van koolwaterstoffen de neutrale fragmenten behoren.

De neutrale fragmenten hebben molecuulmassa’s van respectievelijk 137 – 95 = 42 (u) en 137 – 81 = 56 (u) en 137 – 67 = 70 (u). In de moleculen komen alleen C- en H-atomen voor, dus de formules zijn C₃H₆, C₄H₈ en C₅H₁₀. Dat zijn alkenen / cyclo-alkanen / onverzadigde koolwaterstoffen.

Toelichting puntenscore:
- berekening van de molecuulmassa’s van de neutrale fragmenten = 1 punt
- de molecuulformules consequent bepaald = 1 punt
- conclusie dat het alkenen / cyclo-alkanen / onverzadigde koolwaterstoffen zijn = 1 punt

Vraag 23 (3 punten)

Limoneen is aanwezig in vetweefsel, in bloed en in de adem. De onderzoekers wilden op basis van de gemeten concentratie limoneen in de adem een schatting maken van de hoeveelheid limoneen die is opgehoopt in het vet van een leverpatiënt. Hiertoe hebben ze experimenten uitgevoerd waarin de verdeling van limoneen tussen olijfolie en bloed en tussen bloed en lucht is bepaald. Ze namen hierbij aan dat olijfolie en vetweefsel vergelijkbare oplosmiddelen zijn voor limoneen. De verdeling van limoneen over deze drie fases is hieronder voorgesteld met twee evenwichten.

De concentratie limoneen wordt bij de berekening van K uitgedrukt in mol L^–1. Bij een patiënt bedroeg de concentratie limoneen in de uitgeademde lucht 0,10 volume-ppm. Aan de hand van bovenstaande gegevens en aannames kan worden berekend dat de concentratie limoneen in het vetweefsel van deze patiënt 2,1 ∙ 10^–5 mol L^–1 bedraagt.

Toon dit aan door middel van een berekening. Het molair volume van een gas is 2,45 · 10^–2 m³ mol^–1.

Er zijn meerdere juiste berekeningen. Deze berekeningen zijn allemaal correct:

Toelichting antwoord:

Limoneen (lucht) is 0,10 volume-ppm, dus 0,10 L per 10⁶ L. dus 0,10 / 10⁶.

Limoneen (lucht) = 0,10 / 10⁶= 0,10 · 10^-6L / 1 L.

Het molair volume van een gas is 2,45 · 10^–2 m³ mol^–1. Dit is gelijk aan 24,5 L/mol.

n=V / Vm = 0,10 x 10^-6/24,5 = 4,08 · 10^-9mol.

limoneen (lucht) = 0,10 x 10^-6L / 1 L = 4,08 · 10^-9mol / 1 L.

K₂ = limoneen (lucht) / limoneen (bloed).

limoneen (bloed) = limoneen (lucht) / K2 = 4,08 · 10^-9/ 2,8 · 10^-2 = 1,46 · 10^-7 M.

limoneen (bloed) = 1,46 · 10^-7 M.

K1 = limoneen (bloed) / limoneen (vet).

limoneen (vet) = limoneen (bloed) / K1 = 1,46 · 10^-7 / 7,1 · 10^-3 = 2,1 · 10^-5 M.

Toelichting puntenscore:
- omrekening van het gegeven gehalte in ppm naar de molariteit van limoneen in de uitgeademde lucht = 1 punt
- omrekening naar de molariteit van limoneen in het bloed = 1 punt
- omrekening naar de molariteit van limoneen in het vet = 1 punt

Vraag 24 (4 punten)

De patiënt had een massa van 85 kg en een vetpercentage van 35 massa%. De gemiddelde dichtheid van lichaamsvet is 0,90 kg L^–1.

Bereken de massa in gram limoneen die in het vetweefsel van de patiënt is opgeslagen. Geef de uitkomst in het juiste aantal significante cijfers.

Vul een antwoord in.

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

Klopt! Het gegeven antwoord is juist.

De massa in gram limoneen is 9,4 x 10^-2 g limoneen.

Toelichting antwoord:

De patiënt heeft een massa van 85 kg, een vetpercentage van 35 massa%.

85 x 35/100= 29,7 kg vet

limoneen (vet) = 2,1 · 10^-5 M

De gemiddelde dichtheid van lichaamsvet is 0,90 kg L^–1.

V = m/p = 29,75 / 0,90 = 33,055 L

Dus het aantal mol limoneen = 2,1 · 10^-5 x 33,055 = 6,9 · 10^-4mol^.

Gebruik de formule m = Mn.

De molaire massa van limoneen C10H16 is 10 x 12,01 + 16 x 1,008 = 136,228 g/mol, dus M = 136,228.

M = 136,228 x 6,9 · 10^-4 = 9,4 · 10^-2 g limoneen

Aanvullende voorbeelden juiste berekeningen:

Toelichting puntenscore:
- omrekening van de gegeven massa naar het volume lichaamsvet = 1 punt
- omrekening naar de chemische hoeveelheid limoneen (C₁₀H₁₆) = 1 punt
- omrekening naar de massa in gram limoneen = 1 punt
- de uitkomst van de berekening gegeven in twee significante cijfers = 1 punt
Opmerking
Als bij de berekening is gebruikgemaakt van de molaire massa van C₁₀H₁₇⁺, wordt dit niet aangerekend.

Dit is het einde van het eindexamen scheikunde vwo 2022 tijdvak 3.

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

Ademtest voor leverziekte

Vak

Scheikunde

Niveau

Vwo

Leerjaar

6

Ademtest voor leverziekte

Vraag 20 (2 punten)

Toelichting puntenscore:

Vraag 21 (3 punten)

Toelichting antwoord:

Toelichting puntenscore:

Vraag 22 (3 punten)

Toelichting puntenscore:

Vraag 23 (3 punten)

Toelichting antwoord:

Toelichting puntenscore:

Vraag 24 (4 punten)

Toelichting antwoord:

Aanvullende voorbeelden juiste berekeningen:

Toelichting puntenscore:

Bekijk ook eens

Eindexamen

Dioxines en PCB’s

Eindexamen

Alcoholen uit CO2

Eindexamen

Biodiesel uit sheaboter

Eindexamen

Bacteriële polymeren

Eindexamen

Cadmiumgeel

Eindexamen

Merox

Eindexamen

EPDM-rubber

Eindexamen

Voedsellijm

Eindexamen

Brons

Eindexamen

Maniok

Kom je er nog niet uit?

Examenopgaven over alcoholen uit CO2- scheikunde

Een lekker kleurtje

Je bent wel met serieus werk bezig