Lithium-luchtbatterij

maximumscore 2

Voorbeelden van een juist antwoord zijn: 1 mol lithium levert 1 mol elektronen. De ladingsdichtheid van lithium is dus $\frac{1}{6,94}=0,144$ (mol elektronen per gram). 1 mol aluminium levert 3 mol elektronen. De ladingsdichtheid van aluminium is $\frac{3}{26,98}=0,111$ (mol elektronen per gram). Lithium heeft dus de hoogste ladingsdichtheid.

of

$\frac{1}{6,94}$ is groter dan $\frac{3}{26,98}$, dus lithium heeft de hoogste ladingsdichtheid.

• berekening van de ladingsdichtheid van een van beide metalen [1]
• vergelijking met de andere berekende waarde en conclusie [1]

maximumscore 2

Een voorbeeld van een juist antwoord is: In halfreactie 1 ontstaan elektronen / reageert lithium als reductor. De lithiumelektrode is dus de negatieve elektrode.

• in halfreactie 1 ontstaan elektronen / reageert lithium als reductor [1]
• consequente conclusie [1]

maximumscore 2

Een voorbeeld van een juist antwoord is: [$\,|\underline{\dot{O}}-\underline{\overline{O}}|\,^{-}$] Het $O_{2}^{-}$-ion is een radicaal want het heeft een ongepaard elektron / want het heeft een oneven aantal elektronen. Radicalen zijn zeer reactief.

• de grensstructuur [1]
• het $O_{2}^{-}$-ion is een radicaal want het heeft een ongepaard elektron / want het heeft een oneven aantal elektronen [1]

Opmerking De volgende grensstructuur goed rekenen: $[\,\text{O}=\dot{\text{O}}\,]^{-}$ (dubbele binding tussen de O-atomen, het ongepaarde elektron op één O-atoom, de lading 1− buiten de haken).

maximumscore 3

Voorbeelden van een juist antwoord zijn: Het verschil tussen beide peptideketens is dat er in peptideketen B twee eenheden glutaminezuur meer aanwezig zijn. De eenheden glutaminezuur bevatten een zure restgroep (terwijl in peptideketen A op die plaatsen een basische en een neutrale restgroep aanwezig zijn). Deze restgroepen kunnen bij hogere pH een $H^{+}$ afgeven en daarmee meer negatieve ladingen vormen op peptideketen B (dan op A). Peptideketen B kan hierdoor meer positieve ionen / meer $Mn^{2+}$ -ionen binden.

of

Het doel van de modificatie was om meer positieve ionen / meer $Mn^{2+}$-ionen te binden. Dat houdt in dat er op de peptideketen meer negatieve lading aanwezig moet zijn. Negatief geladen groepen kunnen ontstaan uit zure restgroepen van aminozuureenheden / uit restgroepen die een $H^{+}$-ion afstaan. In peptideketen A zijn aminozuureenheden aanwezig met een basische (K) en een neutrale (N) zijgroep. In peptideketen B zijn die vervangen door (twee) aminozuureenheden met een zure restgroep. Bij hogere pH kan peptideketen B hierdoor meer positieve ionen / meer $Mn^{2+}$ binden.

• een relevant verschil tussen beide peptideketens [1]
• inzicht dat bij hogere pH negatieve ladingen ontstaan in de restgroepen van zure aminozuureenheden [1]
• consequente conclusie [1]

maximumscore 2

Een voorbeeld van een juist antwoord is: Het ion bevat een N-atoom met vier atoombindingen / vier bindende elektronenparen. Dit atoom heeft een formele lading van 1+. (De aanwezige C- en H-atomen hebben geen formele lading.) Het ion heeft dus ook de lading 1+.

• het ion bevat een N-atoom met vier atoombindingen / vier bindende elektronenparen [1]
• consequente conclusie [1]

maximumscore 3

Voorbeelden van een juist antwoord zijn: [Zie afbeelding in correctiemodel]

• een hoofdketen van vier C-atomen verbonden door C-C-bindingen [1]
• de zijgroep $\sim CF_{3}$ en de overige F-atomen op de juiste posities [1]
• de uiteinden weergegeven, bijvoorbeeld met ~ en de rest van de structuurformule [1]

maximumscore 2

Een voorbeeld van een juist antwoord is: Het copolymeer heeft geen reactieve zijgroepen / kan geen crosslinks vormen / is een ketenpolymeer. Het is dus een thermoplast, zodat het door spuitgieten in vorm kan worden gebracht.

• het copolymeer heeft geen reactieve zijgroepen / kan geen crosslinks vormen / is een ketenpolymeer [1]
• consequente conclusie [1]

Opmerking (volgens aanvulling correctievoorschrift): Als een onjuist antwoord op vraag 24 het consequente gevolg is van een onjuist antwoord op vraag 23, dit niet aanrekenen.

maximumscore 4

Een voorbeeld van een juiste berekening is: Er is dan $\frac{45}{6,94}=6,48$ (mol) lithium, waaruit $\frac{6,48}{2}=3,24$ (mol) $Li_{2}O_{2}$ wordt gevormd. De maximale chemische energie is $3,24\times6,43\cdot10^{5}=2,08\cdot10^{6}$ (J). De maximale nuttige energie $2,08\cdot10^{6}\times\frac{70}{10^{2}}=1,5\cdot10^{6}~(J)$.

• omrekening van de gegeven massa lithium naar de chemische hoeveelheid $Li_{2}O_{2}$ [1]
• omrekening naar de maximale chemische energie [1]
• omrekening naar de maximale bewegingsenergie in joule [1]
• significantie [1]

Opmerkingen

• De uitkomst $-1,5\cdot10^{6}$ (J) goed rekenen.
• Als de kandidaat bij vraag 18 en bij vraag 25 dezelfde onjuiste molaire massa van lithium heeft gebruikt, dit hier niet aanrekenen.

maximumscore 2

Voorbeelden van een juist antwoord zijn: 1 mol lithium levert 1 mol elektronen. De ladingsdichtheid van lithium is dus $\frac{1}{6,94}=0,144$ (mol elektronen per gram). 1 mol aluminium levert 3 mol elektronen. De ladingsdichtheid van aluminium is $\frac{3}{26,98}=0,111$ (mol elektronen per gram). Lithium heeft dus de hoogste ladingsdichtheid.

of

$\frac{1}{6,94}$ is groter dan $\frac{3}{26,98}$, dus lithium heeft de hoogste ladingsdichtheid.

• berekening van de ladingsdichtheid van een van beide metalen [1]
• vergelijking met de andere berekende waarde en conclusie [1]

maximumscore 2

Een voorbeeld van een juist antwoord is: In halfreactie 1 ontstaan elektronen / reageert lithium als reductor. De lithiumelektrode is dus de negatieve elektrode.

• in halfreactie 1 ontstaan elektronen / reageert lithium als reductor [1]
• consequente conclusie [1]

maximumscore 2

Een voorbeeld van een juist antwoord is: [$\,|\underline{\dot{O}}-\underline{\overline{O}}|\,^{-}$] Het $O_{2}^{-}$-ion is een radicaal want het heeft een ongepaard elektron / want het heeft een oneven aantal elektronen. Radicalen zijn zeer reactief.

• de grensstructuur [1]
• het $O_{2}^{-}$-ion is een radicaal want het heeft een ongepaard elektron / want het heeft een oneven aantal elektronen [1]

Opmerking De volgende grensstructuur goed rekenen: $[\,\text{O}=\dot{\text{O}}\,]^{-}$ (dubbele binding tussen de O-atomen, het ongepaarde elektron op één O-atoom, de lading 1− buiten de haken).

maximumscore 3

Voorbeelden van een juist antwoord zijn: Het verschil tussen beide peptideketens is dat er in peptideketen B twee eenheden glutaminezuur meer aanwezig zijn. De eenheden glutaminezuur bevatten een zure restgroep (terwijl in peptideketen A op die plaatsen een basische en een neutrale restgroep aanwezig zijn). Deze restgroepen kunnen bij hogere pH een $H^{+}$ afgeven en daarmee meer negatieve ladingen vormen op peptideketen B (dan op A). Peptideketen B kan hierdoor meer positieve ionen / meer $Mn^{2+}$ -ionen binden.

of

Het doel van de modificatie was om meer positieve ionen / meer $Mn^{2+}$-ionen te binden. Dat houdt in dat er op de peptideketen meer negatieve lading aanwezig moet zijn. Negatief geladen groepen kunnen ontstaan uit zure restgroepen van aminozuureenheden / uit restgroepen die een $H^{+}$-ion afstaan. In peptideketen A zijn aminozuureenheden aanwezig met een basische (K) en een neutrale (N) zijgroep. In peptideketen B zijn die vervangen door (twee) aminozuureenheden met een zure restgroep. Bij hogere pH kan peptideketen B hierdoor meer positieve ionen / meer $Mn^{2+}$ binden.

• een relevant verschil tussen beide peptideketens [1]
• inzicht dat bij hogere pH negatieve ladingen ontstaan in de restgroepen van zure aminozuureenheden [1]
• consequente conclusie [1]

maximumscore 2

Een voorbeeld van een juist antwoord is: Het ion bevat een N-atoom met vier atoombindingen / vier bindende elektronenparen. Dit atoom heeft een formele lading van 1+. (De aanwezige C- en H-atomen hebben geen formele lading.) Het ion heeft dus ook de lading 1+.

• het ion bevat een N-atoom met vier atoombindingen / vier bindende elektronenparen [1]
• consequente conclusie [1]

maximumscore 3

Voorbeelden van een juist antwoord zijn: [Zie afbeelding in correctiemodel]

• een hoofdketen van vier C-atomen verbonden door C-C-bindingen [1]
• de zijgroep $\sim CF_{3}$ en de overige F-atomen op de juiste posities [1]
• de uiteinden weergegeven, bijvoorbeeld met ~ en de rest van de structuurformule [1]

maximumscore 2

Een voorbeeld van een juist antwoord is: Het copolymeer heeft geen reactieve zijgroepen / kan geen crosslinks vormen / is een ketenpolymeer. Het is dus een thermoplast, zodat het door spuitgieten in vorm kan worden gebracht.

• het copolymeer heeft geen reactieve zijgroepen / kan geen crosslinks vormen / is een ketenpolymeer [1]
• consequente conclusie [1]

Opmerking (volgens aanvulling correctievoorschrift): Als een onjuist antwoord op vraag 24 het consequente gevolg is van een onjuist antwoord op vraag 23, dit niet aanrekenen.

maximumscore 4

Een voorbeeld van een juiste berekening is: Er is dan $\frac{45}{6,94}=6,48$ (mol) lithium, waaruit $\frac{6,48}{2}=3,24$ (mol) $Li_{2}O_{2}$ wordt gevormd. De maximale chemische energie is $3,24\times6,43\cdot10^{5}=2,08\cdot10^{6}$ (J). De maximale nuttige energie $2,08\cdot10^{6}\times\frac{70}{10^{2}}=1,5\cdot10^{6}~(J)$.

• omrekening van de gegeven massa lithium naar de chemische hoeveelheid $Li_{2}O_{2}$ [1]
• omrekening naar de maximale chemische energie [1]
• omrekening naar de maximale bewegingsenergie in joule [1]
• significantie [1]

Opmerkingen

• De uitkomst $-1,5\cdot10^{6}$ (J) goed rekenen.
• Als de kandidaat bij vraag 18 en bij vraag 25 dezelfde onjuiste molaire massa van lithium heeft gebruikt, dit hier niet aanrekenen.