Glyfosaat

Opgave 3 (vraag 12 t/m 17) uit eindexamen Scheikunde VWO 2023 tijdvak 1

Vraag 12

[C] Chemische processen en behoudswetten [C2] Chemisch rekenen[Polaris] H12: Zuren en Basen 2

Glyfosaat ( $H_{2}Glyf$ ) wordt wereldwijd op grote schaal gebruikt als onkruidverdelgingsmiddel. In water komt glyfosaat vooral voor in de vorm van $Glyf^{2-}$ en $HGlyf^{-}$ . De $K_{z}$ van $HGlyf^{-}$ bedraagt $2,5\cdot10^{-6}$ .

Bereken hoeveel procent van glyfosaat aanwezig is als $HGlyf^{-}$ bij pH=7,00. Neem aan dat alleen $HGlyf^{-}$ en $Glyf^{2-}$ aanwezig zijn.

Voor nakijken en persoonlijke tips van de AI-docent: Maak een foto van jouw antwoord of type het in.

Uitleg bij vraag 12

Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.

Vraag 14

[B] Stoffen en materialen in de chemie [B1] Deeltjesmodellen [Polaris] H14: Reactiemechanismen

In het mechanisme van de omzetting uit figuur 1 neemt een koolstofatoom in het deeltje PEP eerst een H $^{+}$ -ion op. Het gevormde deeltje PEP-H $^{+}$ heeft sterke overeenkomsten met het deeltje $Glyf^{2-}$ wat betreft ladingsverdeling. De structuurformule van $Glyf^{2-}$ is hiernaast weergegeven. In de structuur van het deeltje PEP-H $^{+}$ heeft één C-atoom geen volledig oktet.

Teken een mogelijke structuurformule van PEP-H $^{+}$ .

Figuur 1 bij vraag 14 van opgave Glyfosaat (Scheikunde VWO 2023)

Figuur 2 bij vraag 14 van opgave Glyfosaat (Scheikunde VWO 2023)

Voor nakijken en persoonlijke tips van de AI-docent: Maak een foto van jouw antwoord of type het in.

Uitleg bij vraag 14

Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.

Vraag 15

[G] Maatschappij, chemie en technologie [G1] Chemie van het leven [Polaris] H10: Biochemie

De binding van glyfosaat aan EPSPS is onomkeerbaar, waardoor de aanmaak van aromatische aminozuren geheel tot stilstand komt. Onderzoekers hebben een bacterie ontdekt die glyfosaat-resistent is. De resistentie wordt veroorzaakt door een mutatie in de genetische code voor het enzym EPSPS. Het werkzame enzym dat in de bacterie aanwezig is, wordt aangeduid als CP4. In CP4 is op positie 100 een alanine-eenheid aanwezig, waar in EPSPS een glycine-eenheid aanwezig is.

Geef op de uitwerkbijlage de symbolen van het basenpaar waarin de genetische code voor CP4 verschilt van EPSPS.

Gebruik Binas-tabel 71G of ScienceData-tabel 16.9.

⚠️ Uitwerkbijlage vereist

Uitwerkbijlage bij vraag 15 van opgave Glyfosaat

Voor nakijken en persoonlijke tips van de AI-docent: Maak een foto van jouw antwoord of type het in.

Uitleg bij vraag 15

Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.

Antwoord voor alle punten

	CP4	EPSPS
base op de coderende streng	C	G
base op de matrijsstreng	G	C

1 punt voor de basen op de coderende streng van zowel CP4 als EPSPS, 1 punt voor de basen op de matrijsstreng, consequent met de coderende streng.

Vraag 16

[C] Chemische processen en behoudswetten [C1] Chemische processen[Polaris] H8: Redox

Om de wereldvoedselopbrengst te verhogen zijn veel gewassen tegenwoordig genetisch gemodificeerd, zodat met glyfosaat uitsluitend het onkruid wordt bestreden. Per jaar wordt ruim 650.000 ton glyfosaat geproduceerd. Het DEA-proces staat bekend als het meest 'groene' van de verschillende productiemethoden. Dit proces start met de omzetting van DEA met natronloog tot DSIDA. Deze reactie is weergegeven in figuur 2. DSIDA is een zout dat bestaat uit $Na^{+}$ -ionen en $C_{4}H_{5}NO_{4}^{2-}$ -ionen.

[Afbeelding figuur 2: Reactie DEA + NaOH -> DSIDA + H2]

Leg uit, aan de hand van formules uit figuur 2, of de omzetting van DEA tot DSIDA een zuur-basereactie is of een redoxreactie.

Figuur 1 bij vraag 16 van opgave Glyfosaat (Scheikunde VWO 2023)

Voor nakijken en persoonlijke tips van de AI-docent: Maak een foto van jouw antwoord of type het in.

Uitleg bij vraag 16

Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.

Vraag 17

[C] Chemische processen en behoudswetten [C2] Chemisch rekenen [Polaris] H11: Industriële chemie

In een fabriek wordt glyfosaat geproduceerd in batches. Per batch wordt $8,3\cdot10^{3}$ kg DSIDA gevormd uit DEA. De omzetting van DEA tot DSIDA heeft een rendement van 86,4%.

Bereken de massa in kilogram natriumhydroxide die moet worden gebruikt per batch.

Figuur 1 bij vraag 17 van opgave Glyfosaat (Scheikunde VWO 2023)

Voor nakijken en persoonlijke tips van de AI-docent: Maak een foto van jouw antwoord of type het in.

Uitleg bij vraag 17

Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.

Uitleg en antwoorden

Vraag 12

4 punten

maximumscore 4

Een voorbeeld van een juiste berekening is: $[H_{3}O^{+}]=10^{-7,00}=1,00\cdot10^{-7}~(\text{mol}~\text{L}^{-1})$ . $K_{z}=\frac{[Glyf^{2-}][H_{3}O^{+}]}{[HGlyf^{-}]}$ of $\frac{[Glyf^{2-}]}{[HGlyf^{-}]}=\frac{K_{z}}{[H_{3}O^{+}]}$ De verhouding $\frac{[Glyf^{2-}]}{[HGlyf^{-}]}=\frac{2,5\cdot10^{-6}}{1,00\cdot10^{-7}}=25.$ Het percentage HGlyf is $\frac{1}{25+1}\times10^{2}=3,8(\%)$ .

berekening van de $[H_{3}O^{+}]$ [1]
de evenwichtsvoorwaarde, eventueel reeds gedeeltelijk ingevuld [1]
uitwerken van de berekening tot $\frac{[Glyf^{2-}]}{[HGlyf^{-}]}=25$ (eventueel impliciet) [1]
rest van de berekening [1]

Uitleg bij vraag 12

Vraag 13

1 punt

maximumscore 1

$HPO_{4}^{2-}$

Opmerking Een juiste structuurformule goed rekenen.

Uitleg bij vraag 13

Vraag 14

2 punten

maximumscore 2

Een voorbeeld van een juist antwoord is: [Afbeelding structuurformule PEP-H]

het extra H-atoom aan het juiste C-atoom gebonden [1]
de positieve lading consequent geplaatst en de rest van de structuurformule [1]

Antwoordmodel vraag 14 Glyfosaat, figuur 1

Uitleg bij vraag 14

Vraag 15

2 punten

maximumscore 2

Een voorbeeld van een juist antwoord is: CP4: C (coderende streng), G (matrijsstreng) EPSPS: G (coderende streng), C (matrijsstreng)

de basen op de coderende streng van zowel CP4 als EPSPS [1]
de basen op de matrijsstreng consequent [1]

Opmerking Als de kandidaat de juiste codons heeft genoteerd, dit goed rekenen.

Uitleg bij vraag 15

Vraag 16

2 punten

maximumscore 2

Voorbeelden van een juist antwoord zijn:

Uit $OH^{-}$ wordt $H_{2}$ gevormd. Dit kan alleen als er elektronen worden uitgewisseld, dus is het een redoxreactie.
Het $OH^{-}$ wordt niet omgezet tot $H_{2}O$ /water. Het is dus geen zuur-base reactie, maar een redoxreactie.
Het $OH^{-}$ wordt niet omgezet tot $O^{2-}$ /oxide. Het is dus geen zuur-base reactie, maar een redoxreactie.
relevante deeltjes genoemd, waaruit blijkt dat er elektronen zijn overgedragen / waaruit blijkt dat er geen H-ionen zijn overgedragen [1]
consequente conclusie [1]

Uitleg bij vraag 16

Vraag 17

4 punten

maximumscore 4

Voorbeelden van een juiste berekening zijn: Er wordt $\frac{8,3\cdot10^{3}\times10^{3}}{177}=4,69\cdot10^{4}$ (mol) DSIDA geproduceerd. Volgens figuur 2 is hiervoor $4,69\cdot10^{4}\times2=9,38\cdot10^{4}$ (mol) NaOH nodig. Dit heeft een massa van $9,38\cdot10^{4}\times40,0\times10^{-3}=3,75\cdot10^{3}$ (kg). Rekening houdend met het rendement is er dus $3,75\cdot10^{3}\times\frac{10^{2}}{86,4}=4,3\cdot10^{3}$ (kg) NaOH nodig.

de molaire massa's van DSIDA en natriumhydroxide [1]
omrekening van de massa DSIDA naar de chemische hoeveelheid DSIDA [1]
omrekening naar de massa NaOH die nodig is volgens figuur 2 [1]
omrekening met het rendement naar de massa in kg NaOH [1]

Er wordt $\frac{8,3\cdot10^{3}\times10^{3}}{177}=4,69\cdot10^{4}$ (mol) DSIDA geproduceerd. Volgens figuur 2 is hiervoor $4,69\cdot10^{4}\times2=9,38\cdot10^{4}$ (mol) NaOH nodig. Rekening houdend met het rendement is dat $9,38\cdot10^{4}\times\frac{10^{2}}{86,4}=1,09\cdot10^{5}$ (mol) NaOH. Dit heeft een massa van $1,09\cdot10^{5}\times40,0\times10^{-3}=4,3\cdot10^{3}$ (kg).

de molaire massa's van DSIDA en natriumhydroxide [1]
omrekening van de massa DSIDA naar de chemische hoeveelheid DSIDA [1]
omrekening met het rendement naar de chemische hoeveelheid NaOH [1]
omrekening naar de massa in kg NaOH [1]

Uitleg bij vraag 17

Volgende opgave: Lithium-luchtbatterij →