Scheikunde 2018-tijdvak1-digest

Scheikunde CE VWO 2018 tijdvak 1 — digest

Bron: VW-1028-a-18-1 (opgaven + uitwerkbijlage + correctievoorschrift; ToC-pagina 518 + offset 1, real p.519-556). Contexten: De PEF-fles (vraag 1-8, biobased kunststof uit glucose/HMF), Zijde verven (vraag 9-14, fibroïne-structuur en azokleurstoffen), Fenolproductie (vraag 15-21, cumeenproces), Fotonenboer (vraag 22-27, Vanadium Redox Flow Battery). 27 vragen, max. 67 punten.

Behoudswetten

• Vraagnummer(s): 1
• Waar: vraag (schema glucose→HMF-derivaten) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Laat dit zien aan de hand van het schema” — met behulp van atoombalansen in het schema aantonen dat er geen CO2 vrijkomt bij de omzettingen
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (2p)

Atoomeconomie en E-factor

• Vraagnummer(s): 2
• Waar: vraag (Binas-tabel 37H/ScienceData 1.7.7) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Bereken de atoomeconomie van de productie van ethanol uit glucose en de atoomeconomie van de productie van HMF uit glucose”
• Ruwe gewichtsinschatting: hoog (3p)

Notatieconventies structuurformules

• Vraagnummer(s): 3
• Waar: vraag (PEF-copolymeerfragment) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Geef een gedeelte van een molecuul PEF in structuurformule weer. Dit gedeelte moet komen uit het midden van het molecuul en moet bestaan uit twee eenheden van beide monomeren.”
• Ruwe gewichtsinschatting: hoog (3p)

Polymerisatiereacties

• Vraagnummer(s): 3, 4
• Waar: vraag (PEF als copolymeer, monomeer-eisen) + correctievoorschrift
• Frequentie: 2 vragen
• Typisch vraagformat/frasering: copolymeer van ethaan-1,2-diol en FDCA (vraag 3); “Geef het nummer van de stof uit het schema die zonder gebruik van een ander monomeer een polyester kan vormen” (vraag 4, stof met zowel OH- als COOH-groep)
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (onderdeel van 3p + 1p)

Reactievergelijkingen opstellen

• Vraagnummer(s): 5, 15, 25
• Waar: vraag (structuurformules/molecuulformules) + correctievoorschrift
• Frequentie: 3 vragen
• Typisch vraagformat/frasering: “Geef de vergelijking van reactie 2. Gebruik structuurformules voor de ether MMF, FDCA en methanol” (vraag 5); totaalvergelijking cumeenproces uit blokschema afleiden (vraag 15); vergelijking vorming V2O5·3H2O uit VO2⁺ (vraag 25)
• Ruwe gewichtsinschatting: hoog (3+2+3 = 8p)

Groene chemie

• Vraagnummer(s): 6
• Waar: vraag (Binas-tabel 97F/ScienceData 38.6, uitgangspunten Groene Chemie) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Geef twee argumenten die de medewerker in het artikel kan opnemen. Op basis van uitgangspunt 1 / Op basis van uitgangspunt 2”
• Ruwe gewichtsinschatting: hoog (2p, expliciet gekoppeld aan de genummerde uitgangspunten)

Kringlopen en cradle-to-cradle

• Vraagnummer(s): 7
• Waar: vraag (CO2-levenscyclus-uitstoot PEF vs. PET) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Leg uit waarom de CO2-uitstoot van de verbranding van PEF-afval buiten beschouwing wordt gelaten… en waarom die bij PET niet buiten beschouwing wordt gelaten” — biobased koolstof zit al in de korte kringloop, fossiele koolstof (PET) niet
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (2p)

Duurzame energieproductie uit biomassa

• Vraagnummer(s): 7 (context)
• Waar: vraag (FDCA en ethaan-1,2-diol geheel uit biomassa) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 contextuele vermelding
• Typisch vraagformat/frasering: biomassa als grondstof i.p.v. aardolie, relevant voor de CO2-boekhouding
• Ruwe gewichtsinschatting: laag (achtergrond bij vraag 7)

Stoichiometrische berekeningen

• Vraagnummer(s): 8, 18, 24
• Waar: vraag + correctievoorschrift (uitgewerkte berekeningen)
• Frequentie: 3 vragen
• Typisch vraagformat/frasering: “Bereken hoeveel ton CO2 per ton PET wordt uitgestoten” (vraag 8, met gegeven repeterende eenheid C10H8O4); “Bereken hoeveel ton propanon er aan 1,0 ton van de instroom in R3 moet worden toegevoegd” (vraag 18, molverhouding + molaire massa’s); “Bereken hoeveel m3 oplossing voor één opslagtank nodig is” (vraag 24, vermogen/opslagcapaciteit/rendement/concentratie combineren)
• Ruwe gewichtsinschatting: hoog (3+3+3 = 9p)

Eiwitten

• Vraagnummer(s): 9
• Waar: vraag (fibroïne β-platen, primaire structuur (Gly-Ala)n) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Maak het fragment op de uitwerkbijlage compleet met de ontbrekende atomen en atoombindingen. Geef waterstofbruggen aan met stippellijntjes.”
• Ruwe gewichtsinschatting: hoog (4p)

Chemische bindingstypen

• Vraagnummer(s): 9, 10
• Waar: vraag (waterstofbruggen tussen ketens, vanderwaalsbinding tussen β-platen) + correctievoorschrift
• Frequentie: 2 vragen
• Typisch vraagformat/frasering: waterstofbruggen tussen C=O en N-H groepen binnen een β-plaat (vraag 9); “Geef twee redenen op microniveau waarom tussen de β-platen een sterke vanderwaalsbinding heerst” (vraag 10)
• Ruwe gewichtsinschatting: hoog (onderdeel van 4p + 2p)

Structuur-eigenschapsrelaties van materialen

• Vraagnummer(s): 11
• Waar: vraag (stapeling β-platen, twee tussenafstanden) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Leg uit op welke manier de β-platen zijn gestapeld… twee verschillende tussenafstanden bestaan” — koppeling tussen moleculaire stapelingsstructuur en macroscopische mechanische eigenschappen (elasticiteit vs. stijfheid)
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (2p)

Lewisstructuren

• Vraagnummer(s): 12
• Waar: vraag (azoverbinding R-N=N-R) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Geef de Lewisstructuren van de cis- en de trans-vorm van een azoverbinding”
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (onderdeel van 3p)

Isomerie

• Vraagnummer(s): 12
• Waar: vraag (cis-/trans-azoverbinding, dubbele binding N=N) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “leg uit waarom van een azoverbinding zowel een cis- als een trans-vorm voorkomt” — beperkte rotatie rond de N=N-dubbele binding
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (onderdeel van 3p, gedeeld met Lewisstructuren)

Polariteit van moleculen

• Vraagnummer(s): 13
• Waar: vraag (verdelingscoëfficiënt Kv kleurstoffen, structuurformules) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Geef een verklaring aan de hand van de structuurformules waarom de waarde van Kv van stof D6 groter is dan die van stof D1” (minder polaire/ionogene groepen → hogere Kv, meer oplosbaar in octaan-1-ol)
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (2p)

Hydrofiel en hydrofoob

• Vraagnummer(s): 13, 14
• Waar: vraag (sericine hydrofiel, fibroïne hydrofoob, Kv-tabel) + correctievoorschrift
• Frequentie: 2 vragen
• Typisch vraagformat/frasering: verdeling kleurstof over hydrofiele sericine vs. hydrofobe fibroïne o.b.v. Kv (vraag 13, 14); “Leg uit welke van de kleurstoffen D3, D4 of D5 het meest geschikt is om… zijdevezels voor textiel te kleuren” (vraag 14, Kv-waarde tussen twee grenswaarden nodig voor kleuring van fibroïne zonder in sericine te blijven)
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld-hoog (2+2 = 4p)

Industriële processen

• Vraagnummer(s): 15, 21
• Waar: vraag (cumeenproces-blokschema, Mitsui-uitbreiding) + correctievoorschrift
• Frequentie: 2 vragen
• Typisch vraagformat/frasering: totaalvergelijking uit blokschema afleiden (vraag 15); “Vul het blokschema op de uitwerkbijlage aan met de methode die Mitsui heeft ontwikkeld. Geef ontbrekende blokken en pijlen weer” (vraag 21, additie- en eliminatiereactor toevoegen)
• Ruwe gewichtsinschatting: hoog (2+4 = 6p)

Activeringsenergie en katalyse

• Vraagnummer(s): 16
• Waar: vraag (nevenproducten alleen bij hoge temperatuur) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Geef een mogelijke verklaring waarom de vorming van nevenproducten in R3 alleen optreedt bij een hoge temperatuur” (bijreactie heeft een hogere activeringsenergie, pas bij hoge temperatuur voldoende botsingen met genoeg energie)
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (1p)

Milieu- en gezondheidsaspecten van productieprocessen

• Vraagnummer(s): 17, 19
• Waar: vraag (veiligheid R3, explosiegevaar CHP-gehalte) + correctievoorschrift
• Frequentie: 2 vragen
• Typisch vraagformat/frasering: “Geef twee redenen waarom het toevoegen van propanon aan de instroom in R3 bijdraagt aan een veilig proces” (vraag 17, verdunning + reactie-evenwicht/-snelheid remmen); “Ga door berekening na of er in dit geval sprake is van explosiegevaar” (vraag 19, CHP-gehalte via temperatuurstijging en reactiewarmte)
• Ruwe gewichtsinschatting: hoog (2+3 = 5p)

Reactie-energie exotherm endotherm

• Vraagnummer(s): 19
• Waar: vraag (reactiewarmte CHP-ontleding, soortelijke warmte) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: reactiewarmte (–252 kJ/mol CHP) combineren met soortelijke warmte en temperatuurstijging om het CHP-gehalte te berekenen
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (onderdeel van 3p, gedeeld met Milieu- en gezondheidsaspecten)

Scheidingsmethoden

• Vraagnummer(s): 20
• Waar: vraag (destillatie S2-S4, kookpunten gegeven) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Leg mede met behulp van het blokschema uit tussen welke grenzen de temperatuur in S2 moet liggen” — destillatietemperatuur tussen de kookpunten van de te scheiden stoffen
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (2p)

Reactietypen overzicht

• Vraagnummer(s): 21
• Waar: vraag (additie H2 aan C=O, eliminatie water) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: propanon → additie van waterstof → eliminatie van water → propeen, twee opeenvolgende reactietypen herkennen/toepassen in het blokschema
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (onderdeel van 4p, gedeeld met Industriële processen)

Elektrochemische cel

• Vraagnummer(s): 22, 23, 24, 27
• Waar: vraag (Vanadium Redox Flow Battery, halfcellen, membraan) + correctievoorschrift
• Frequentie: 4 vragen, kernthema van de laatste context
• Typisch vraagformat/frasering: “Geef de vergelijking van beide halfreacties die tijdens het opladen optreden” (vraag 22); “Leg uit in welke richting de H+ ionen door het membraan passeren tijdens het opladen” (vraag 23); opslagcapaciteit/vulvolume berekenen (vraag 24); tabel met aanpassingen die opslagcapaciteit/stroomsterkte beïnvloeden (vraag 27)
• Ruwe gewichtsinschatting: hoog (4+2+3+2 = 11p)

Redoxreacties

• Vraagnummer(s): 22
• Waar: vraag (halfreacties vanadiumionen, elektronenoverdracht) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: halfreacties met vanadiumionen (VO2⁺/VO2⁺ en V³⁺/V²⁺) en elektronen opstellen
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (onderdeel van 4p, gedeeld met Elektrochemische cel)

Concentratie en molariteit

• Vraagnummer(s): 24
• Waar: vraag (1,7 M vanadiumionen) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: concentratie gebruiken om benodigd volume oplossing te berekenen bij een gegeven hoeveelheid mol
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (onderdeel van 3p)

Hydraten en kristalwater

• Vraagnummer(s): 25
• Waar: vraag (V2O5·3H2O als neerslag) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: reactievergelijking voor de vorming van een hydraat (kristalwater) uit VO2⁺-ionen opstellen
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (onderdeel van 3p)

Reactiesnelheid

• Vraagnummer(s): 26
• Waar: vraag (botsende-deeltjes-model, concentratie vanadiumionen) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Verklaar aan de hand van het botsende-deeltjes-model dat een hogere concentratie vanadiumionen zorgt voor een toename van de maximale stroomsterkte”
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (2p)

Correctievoorschrift algemene regels

• Vraagnummer(s): n.v.t. (geldt voor het gehele correctievoorschrift, secties 1-3)
• Waar: correctievoorschrift (Regels voor de beoordeling, Algemene regels, Vakspecifieke regels)
• Frequentie: 1x per tijdvak, van toepassing op alle vragen
• Typisch vraagformat/frasering: standaardbepalingen o.a. scorepuntaftrek bij rekenfout/ontbrekende eenheid, alternatieve formuleringen via ”/”
• Ruwe gewichtsinschatting: laag als eigen “vraag”, hoog relevant als achtergrondregels voor alle reken- en structuurvragen

Examenwerkwoorden

• Vraagnummer(s): doorlopend in vrijwel alle vragen (1-27)
• Waar: vraag (opdrachtformuleringen)
• Frequentie: zeer hoog
• Typisch vraagformat/frasering: “Geef”, “Leg uit”, “Bereken”, “Maak compleet”, “Vul aan”, “Verklaar”
• Ruwe gewichtsinschatting: laag als apart concept, structureel bepalend voor het gevraagde antwoordniveau