Tentamen (uitwerkingen)
Scheikunde Examen VWO 2019
- Vak
- Instelling
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage
[Meer zien]Voorbeeld 4 van de 79 pagina's
Voorbeeld 4 van de 79 pagina's
In winkelwagen
In winkelwagen
gesponsord bericht van onze partner
Verkoper
Volgen
tandhiwahyono
Ontvangen beoordelingen
Voorbeeld van de inhoud
Examen VWO2019
tijdvak 1
donderdag 9 mei
13.30 - 16.30 uur
scheikunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Maak zo nodig gebruik van Binas of Science Data
Achter het correctievoorschrift is een aanvulling op het correctievoorschrift opgenomen.
Dit examen bestaat uit 28 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 67 punten te behalen.
Voor elk vraagnummer staat hoeveel punten met een goed antwoord behaald
kunnen worden.
Als bij een vraag een verklaring, uitleg, berekening of afleiding gevraagd wordt, worden
aan het antwoord meestal geen punten toegekend als deze verklaring,
uitleg, berekening of afleiding ontbreekt.
Geef niet meer antwoorden (redenen, voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd.
Als er bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd en je geeft meer dan twee redenen,
dan worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld.
VW-1028-a-19-1-o
, Afvalhout als grondstof
Caprolactam is een belangrijke grondstof waar onder andere nylon van
wordt gemaakt. Tot nu toe werd caprolactam geproduceerd uit aardolie.
Vanwege de toekomstige schaarste van aardolie wordt er gezocht naar
hernieuwbare grondstoffen voor caprolactam. Een nieuwe ontwikkeling
betreft de toepassing van afvalhout als grondstof voor caprolactam. Een
belangrijk tussenproduct hierbij is levulinezuur (C5H8O3).
De structuurformule van levulinezuur is hieronder weergegeven.
O O
CH3 C CH2 CH2 C OH
levulinezuur
De stappen die verlopen bij de omzetting van afvalhout tot uiteindelijk
caprolactam zijn hieronder verkort weergegeven.
afvalhout suikers levulinezuur caprolactam
Voor de productie van levulinezuur wordt een batch bereid van pulp
(gemalen afvalhout), geconcentreerd zwavelzuur en water. Het ontstane
reactiemengsel bevat 21 massa% afvalhout en 3,0 massa% zwavelzuur.
Een batch bevat 200 kg reactiemengsel.
2p 1 Bereken het volume in L geconcentreerd zwavelzuur dat nodig is per
batch. Maak gebruik van de volgende gegevens:
Geconcentreerd zwavelzuur bevat 98,0 massa% zwavelzuur.
Geconcentreerd zwavelzuur heeft een dichtheid van 1,832 kg L–1.
Een vereenvoudigd en onvolledig blokschema voor de productie van
levulinezuur is op de uitwerkbijlage bij vraag 4 weergegeven. Het proces
bestaat uit een aantal stappen:
In een mengkamer M wordt de batch bereid, waarna het
reactiemengsel naar reactor R1 wordt geleid.
In R1 wordt de cellulose uit de pulp eerst omgezet tot onder andere
disachariden zoals maltose. Hieruit worden vervolgens levulinezuur,
methaanzuur en water gevormd. Er ontstaan tevens bijproducten.
Onder de gebruikte omstandigheden verdampt het ontstane
methaanzuur en wordt het afgevoerd uit R1.
Het zwavelzuur treedt in R1 op als katalysator.
3p 2 Geef de vergelijking van de omzetting van maltose tot levulinezuur,
methaanzuur en water.
Gebruik molecuulformules.
Gebruik Binas-tabel 67F of ScienceData-tabel 13.1.d.
VW-1028-a-19-1-o lees verder ►►►
, Vervolgens wordt de in R1 ontstane suspensie gescheiden in
scheidingsruimte 1 (S1). Het vaste afval met daarin alle pulpresten en
een deel van het water en zwavelzuur wordt afgevoerd. De rest van
het mengsel wordt naar scheidingsruimte 2 (S2) gevoerd.
In S2 wordt 4-methyl-pentaan-2-on (MIBK) aan het filtraat
toegevoegd.
Levulinezuur en alle bijproducten van de reactie in R1 lossen op in het
MIBK en de rest van het zwavelzuur en water niet.
Het deel van het mengsel met daarin levulinezuur wordt doorgevoerd
naar scheidingsruimte 3 (S3).
In S3 wordt levulinezuur afgescheiden van MIBK en de bijproducten
door middel van gefractioneerde destillatie. De bijproducten verlaten
S3 aan de onderzijde. De stof met het laagste kookpunt komt boven
uit S3.
3p 3 Leg uit op microniveau welke stof een lager kookpunt heeft: MIBK of
levulinezuur.
4p 4 Maak het blokschema op de uitwerkbijlage compleet.
Noteer ontbrekende pijlen en ontbrekende stoffen bij de pijlen.
Houd daarbij rekening met hergebruik van stoffen.
De uiteindelijke omzetting van levulinezuur tot caprolactam is in de figuur
weergegeven.
figuur
H
O O N O
CH3 C CH2 CH2 C OH
caprolactam
levulinezuur
H2
H2O H2O
CO en H2
H3C O O O
GVL CH2 CH CH2 CH2 C NH2 PA
CH3OH CH3OH
NH3
OH O O
CH3 CH CH2 CH2 C O CH3 CH2 CH CH2 CH2 C O CH3
HMP H2O MP
VW-1028-a-19-1-o lees verder ►►►
, De omzetting van de stof GVL tot HMP wordt gekatalyseerd door
H+-ionen. Het O-atoom van de ketongroep van GVL neemt hierbij eerst
een H+-ion op. Hierbij wordt een deeltje X gevormd. De Lewisstructuur
van het deeltje X is op de uitwerkbijlage onvolledig weergegeven. Het
deeltje Y is een grensstructuur van deeltje X.
Vervolgens valt het O-atoom van methanol als nucleofiel aan op
deeltje Y, waarbij HMP ontstaat.
In het deeltje Y komt een atoom voor waarbij niet wordt voldaan aan de
oktetregel.
2p 5 Maak op de uitwerkbijlage de grensstructuur van beide deeltjes af.
Geef formele lading(en) aan.
Het totale rendement van de omzettingen van levulinezuur tot
caprolactam is nog laag.
3p 6 Geef met behulp van de figuur de totaalvergelijking voor de omzetting van
levulinezuur tot caprolactam. Gebruik molecuulformules.
2p 7 Bereken de atoomeconomie van de omzetting van levulinezuur tot
caprolactam volgens de figuur.
Deze productie van caprolactam is ontworpen zodat afvalhout nuttig kan
worden gebruikt als hernieuwbare grondstof. Toch kan het proces als
geheel nog niet groen worden genoemd op basis van de uitgangspunten
van de groene chemie.
2p 8 Geef twee argumenten voor de stelling dat deze productie van
caprolactam nog niet groen kan worden genoemd.
Baseer je argumenten op de uitgangspunten 7, 8 en/of 12.
Gebruik Binas-tabel 97F of ScienceData-tabel 38.6.
VW-1028-a-19-1-o lees verder ►►►
Dit zijn jouw voordelen als je samenvattingen koopt bij Stuvia:
Bewezen kwaliteit door reviews
Studenten hebben al meer dan 850.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet jij zeker dat je de beste keuze maakt!
In een paar klikken geregeld
Geen gedoe — betaal gewoon eenmalig met iDeal, creditcard of je Stuvia-tegoed en je bent klaar. Geen abonnement nodig.
Direct to-the-point
Studenten maken samenvattingen voor studenten. Dat betekent: actuele inhoud waar jij écht wat aan hebt. Geen overbodige details!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper tandhiwahyono. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €2,43. Je zit daarna nergens aan vast.
Is Stuvia te vertrouwen?
4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)
Afgelopen 30 dagen zijn er 67479 samenvattingen verkocht
Opgericht in 2010, al 15 jaar dé plek om samenvattingen te kopen