Scheikunde 2021-tijdvak1-digest

Scheikunde CE VWO 2021 tijdvak 1 — digest

Bron: VW-1028-a-21-1 (opgaven + uitwerkbijlage + correctievoorschrift; ToC-pagina 334 + offset 1, real p.335-370). Contexten: ‘Groene’ verf (vraag 1-5, DyeCoo-verftechniek met superkritisch CO2), Chloropreenfabriek (vraag 6-11, industriële synthese van neopreen-grondstof), IJzerstapeling (vraag 12-16, hemochromatose en transferrine), Suikerbatterij (vraag 17-19, glucose-brandstofcel), Marquis-reagens voor alkaloïden (vraag 20-23, drugsdetectie). 23 vragen, max. 63 punten.

Reactievergelijkingen opstellen

• Vraagnummer(s): 4, 9, 18, 19
• Waar: vraag (uitwerkbijlage, vergelijking completeren) + correctievoorschrift
• Frequentie: 4 vragen
• Typisch vraagformat/frasering: “Maak de reactievergelijking op de uitwerkbijlage compleet. Gebruik schematische structuurformules” (vraag 4, substitutiereactie katoen); “Maak de reactievergelijking compleet” als onderdeel van een mechanisme-opdracht (vraag 9); “Geef met behulp van de figuur de vergelijking voor halfreactie II/reactie III” (vraag 18, 19, glucosebatterij-halfreacties)
• Ruwe gewichtsinschatting: hoog (onderdeel van 2+3+3+2 = 10p)

Reactiemechanismen organisch

• Vraagnummer(s): 4, 5, 7, 9
• Waar: vraag (nucleofiele substitutie, chlorinium-ion-mechanisme) + correctievoorschrift
• Frequentie: 4 vragen
• Typisch vraagformat/frasering: nucleofiele aanval O-atoom OH-groep op C-atoom met Cl (vraag 4); percentage gebonden pigment daalt door concurrerend methanol als nucleofiel (vraag 5); “Leg uit dat mechanisme 2 geen verklaring biedt voor de waargenomen verhouding van de stereo-isomeren” (vraag 7, mechanistische toets van een leerlingvoorstel); volledig mechanisme met elektronenparen en pijlen (vraag 9)
• Ruwe gewichtsinschatting: hoog (2+2+2+3 = 9p, kernthema van de Chloropreenfabriek-context)

Mesomerie en grensstructuren

• Vraagnummer(s): 6
• Waar: vraag (uitwerkbijlage, grensstructuren compleet maken) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Maak op de uitwerkbijlage beide grensstructuren van structuurisomeer 2 compleet. Geef het Cl-atoom en de ontbrekende elektronenparen weer. Geef de formele lading(en) weer.”
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (2p, conceptueel kernonderdeel)

Formele en partiële lading

• Vraagnummer(s): 6, 9, 23
• Waar: vraag + correctievoorschrift
• Frequentie: 3 vragen
• Typisch vraagformat/frasering: formele ladingen bij grensstructuren (vraag 6); formele lading(en) bij mechanisme R3 (vraag 9); “Geef de bindende elektronenparen in de NO2-groep weer. Geef de formele en partiële lading(en) aan” (vraag 23)
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (steeds onderdeel van grotere structuur-/mechanismevragen)

Isomerie

• Vraagnummer(s): 7
• Waar: vraag (cis-1,4-DCB vs. trans-1,4-DCB) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: verhouding cis/trans-stereo-isomeren (19%/81%) niet te verklaren met het voorgestelde mechanisme
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (2p)

Chemisch evenwicht

• Vraagnummer(s): 8
• Waar: vraag (evenwicht 1: 1,4-DCB ⇌ 3,4-DCB) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Geef de evenwichtsvoorwaarde voor evenwicht 1. Houd hierbij rekening met de omstandigheden die heersen in R2.”
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (onderdeel van 2p)

Verschuiving van evenwicht

• Vraagnummer(s): 8
• Waar: vraag (temperatuur- en kookpuntgegevens R2) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Leg uit dat onder deze omstandigheden een zo hoog mogelijke opbrengst aan 3,4-DCB kan worden bereikt” — continue verwijdering van het lichtst kokende product (3,4-DCB, kookpunt 119°C) verschuift het evenwicht steeds verder naar rechts
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (onderdeel van 2p, gekoppeld aan destillatie/scheiding)

Industriële processen

• Vraagnummer(s): 10
• Waar: vraag (uitwerkbijlage, blokschema chloropreenproductie) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag (context loopt door vraag 6-11)
• Typisch vraagformat/frasering: “Maak het blokschema op de uitwerkbijlage compleet. Teken S2. Teken de ontbrekende pijlen en noteer de ontbrekende stoffen bij de pijlen.”
• Ruwe gewichtsinschatting: hoog (4p, grootste losse vraag van de opgave)

Systeemdenken

• Vraagnummer(s): 10
• Waar: vraag (recyclestromen R1↔S1, R2↔S2) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: stofstromen en recyclelussen tussen reactoren en scheidingsruimtes correct verbinden, inclusief afgetapte stroom om ophoping van stikstof te voorkomen
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (onderdeel van 4p, overlapt met Industriële processen)

Scheidingsmethoden

• Vraagnummer(s): 3, 8 (context), 10 (context)
• Waar: vraag + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 directe vraag + 2 contextuele
• Typisch vraagformat/frasering: “Leg uit hoe men het superkritisch CO2 van het overgebleven pigment kan scheiden” (vraag 3, drukverlaging → CO2 verdampt); destillatie (S1/S2) als impliciet scheidingsprincipe in de chloropreen-opgave
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (2p direct, plus contextuele aanwezigheid)

Stoichiometrische berekeningen

• Vraagnummer(s): 11, 16, 20
• Waar: vraag + correctievoorschrift (uitgewerkte berekeningen)
• Frequentie: 3 vragen
• Typisch vraagformat/frasering: “Bereken hoeveel m3 chloor minimaal nodig is voor de productie van 1,0 ton chloropreen” met rendementen van twee stappen (vraag 11); CF berekenen uit massa/molaire massa/bindingspercentage transferrine (vraag 16); molverhouding methanal:zwavelzuur uit massapercentage en dichtheid (vraag 20)
• Ruwe gewichtsinschatting: hoog (5+3+4 = 12p)

Molair volume van gassen

• Vraagnummer(s): 11
• Waar: vraag (molair volume 2,45·10⁻² m³ mol⁻¹ gegeven) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: gegeven molair volume gebruiken om mol chloorgas om te rekenen naar volume
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (onderdeel van 5p)

Significante cijfers

• Vraagnummer(s): 11
• Waar: vraag (“Geef de uitkomst in het juiste aantal significante cijfers”) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: expliciete significantie-eis bij de eindberekening
• Ruwe gewichtsinschatting: laag-gemiddeld (1p apart scorepunt binnen grotere rekenvraag)

Eiwitsynthese

• Vraagnummer(s): 12
• Waar: vraag (mRNA-mutatie-notatie, aminozuurvolgnummer) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Leid met behulp van het gegeven voorbeeld af wat de notatie is van de hierboven beschreven mutatie” (1-lettersymbool-notatie zoals Q86E, basenummer omrekenen naar aminozuurpositie vanaf startcodon)
• Ruwe gewichtsinschatting: hoog (4p)

Nucleïnezuren

• Vraagnummer(s): 12
• Waar: vraag (mRNA-basenummering, startcodon bij base 222) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: basenummer 1066 omrekenen naar aminozuurpositie via het startcodon
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (onderdeel van 4p, gedeeld met Eiwitsynthese)

Transport van stoffen in het lichaam

• Vraagnummer(s): 13
• Waar: vraag (transferrine bindt/staat Fe3+ af afhankelijk van pH) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Leg uit dat bij lage pH Fe3+-ionen vrijkomen uit de moleculen transferrine” (protonering van coördinerende restgroepen Tyr/Asp/His verdringt het metaalion)
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (2p)

Zuren en basen herkennen

• Vraagnummer(s): 13, 22
• Waar: vraag + correctievoorschrift
• Frequentie: 2 vragen
• Typisch vraagformat/frasering: protonering van restgroepen bij lage pH (vraag 13); “Leg uit welke van de drie alkaloïden uit de figuur niet als base reageert” (vraag 22, stikstofatoom zonder niet-bindend elektronenpaar, bijv. amidestikstof, kan geen H⁺ binden)
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (2+2 = 4p)

Notatieconventies structuurformules

• Vraagnummer(s): 1, 14, 21
• Waar: vraag (structuurformules tekenen/completeren/omcirkelen) + correctievoorschrift
• Frequentie: 3 vragen
• Typisch vraagformat/frasering: structuurformule CO2 geven (vraag 1); fragment ~B–A–E van desferrioxamine tekenen (vraag 14); deel van het molecuul morfine omcirkelen dat van tyrosine afkomstig is (vraag 21)
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld-hoog (2+3+2 = 7p)

Polymerisatiereacties

• Vraagnummer(s): 14
• Waar: vraag (condensatie van A/B/E-eenheden tot desferrioxamine, watersplitsing per C–N-binding) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Geef de structuurformule van het fragment ~B–A–E van een molecuul desferrioxamine” — condensatiepolymerisatie met vaste koppelvolgorde
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (3p)

pH-berekeningen zwakke zuren en basen

• Vraagnummer(s): 15
• Waar: vraag (buffer van NaHCO3 + HCl) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Bereken de pH van de uiteindelijke oplossing… Geef de uitkomst in het juiste aantal significante cijfers” (Henderson-Hasselbalch-achtige buffer-berekening met H2CO3/HCO3⁻)
• Ruwe gewichtsinschatting: hoog (5p, zwaarste losse rekenvraag van het examen)

Buffersystemen

• Vraagnummer(s): 15
• Waar: vraag (H2CO3/HCO3⁻-buffer) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: bufferoplossing bereid door zwak zuur (uit NaHCO3+HCl) en geconjugeerde base samen op te lossen
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (onderdeel van 5p, gedeeld met pH-berekeningen)

Mol en molaire massa

• Vraagnummer(s): 16
• Waar: vraag (molaire massa transferrine 8,0·10⁴ g/mol) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: massa transferrine per liter omrekenen naar mol, gecombineerd met bindingsplaatsen en bezettingspercentage
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (onderdeel van 3p)

Berekeningen met vormingswarmten

• Vraagnummer(s): 17
• Waar: vraag (vormingswarmte glucose gegeven, Binas-tabel 56/57 nodig) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Bereken hoeveel procent van de maximale energie vrijkomt… Gebruik Binas-tabel 56 en 57 of ScienceData-tabel 8.7.a en 9.2” (verbrandingsenergie berekenen uit vormingswarmten van reactanten en producten)
• Ruwe gewichtsinschatting: hoog (4p)

Redoxreacties

• Vraagnummer(s): 18
• Waar: vraag (halfreactie II, elektronen vrijkomend) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Geef met behulp van de figuur de vergelijking voor halfreactie II” — enige stap in de suikerbatterij waarbij elektronen vrijkomen
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (3p)

Lewisstructuren

• Vraagnummer(s): 23
• Waar: vraag (NO2-groep, bindende elektronenparen) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Geef de bindende elektronenparen in de NO2-groep weer”
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (onderdeel van 2p)

Chemische bindingstypen

• Vraagnummer(s): 23
• Waar: vraag (waterstofbrug tussen NO2-groep en aangrenzend molecuuldeel) + correctievoorschrift
• Frequentie: 1 vraag
• Typisch vraagformat/frasering: “Geef de waterstofbrug weer met een stippellijn” — intramoleculaire interactie die het kleurverschil morfine/heroïne verklaart
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (onderdeel van 2p, sluit het examen af)

Functionele groepen

• Vraagnummer(s): 21, 22
• Waar: vraag (aminozuur-oorsprong alkaloïden, stikstofgroepen) + correctievoorschrift
• Frequentie: 2 vragen
• Typisch vraagformat/frasering: tyrosine-fragment herkennen in morfine (vraag 21); stikstofgroep die geen niet-bindend elektronenpaar heeft (bijv. amide) herkennen als niet-basisch (vraag 22)
• Ruwe gewichtsinschatting: gemiddeld (2+2 = 4p)

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 ”/”, haakjesdelen optioneel
• Ruwe gewichtsinschatting: laag als eigen “vraag”, hoog relevant als achtergrondregels voor alle reken- en structuurvragen

Examenwerkwoorden

• Vraagnummer(s): doorlopend in vrijwel alle vragen (1-23)
• Waar: vraag (opdrachtformuleringen)
• Frequentie: zeer hoog
• Typisch vraagformat/frasering: “Geef”, “Leg uit”, “Bereken”, “Maak compleet”, “Voer de volgende opdrachten uit”, “Leid af”, “Omcirkel”
• Ruwe gewichtsinschatting: laag als apart concept, structureel bepalend voor het gevraagde antwoordniveau