Vraag 14
2p
Teflon™ is een polymeer van tetrafluoretheen.
Geef de vergelijking voor de vorming van polytetrafluoretheen uit tetrafluoretheen. Gebruik hierbij structuurformules.
Klaar met deze vraag?
Of laat de AI-docent jouw antwoord nakijken:
PFOA
Opgave 3 (vraag 14 t/m 19) uit eindexamen Scheikunde VWO 2023 tijdvak 2
Bij elke vraag: uitleg stap voor stap, het antwoordmodel en feedback van de AI-docent.
Uitleg bij vraag 14
Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.
Wat wordt er gevraagd?
Je geeft met structuurformules de vergelijking voor de additiepolymerisatie van tetrafluoretheen tot polytetrafluoretheen (Teflon).
Zo pak je het aan
Tetrafluoretheen is : een C=C-binding met twee F-atomen op elk C-atoom. Bij additiepolymerisatie gaat de dubbele binding open en worden de monomeren aan elkaar gekoppeld tot een keten met alleen enkelvoudige bindingen. Een eenheid is . Zet de index voor het monomeer en achter de haakjes.
Antwoord voor alle punten
. 1 punt voor de structuurformule van tetrafluoretheen links van de pijl, 1 punt voor de structuurformule van het polymeer rechts en de elementbalans.
Let op
De moet links en rechts kloppen, en alle F-atomen moeten in beide formules staan. Teken de golflijnen (~) aan de uiteinden van het polymeer: de keten gaat door. Het polymeer heeft geen dubbele binding meer; die is bij de additie opengegaan.
Vraag 15
4p
Bij de productie van Teflon™ wordt perfluoroctaanzuur (PFOA) gebruikt als hulpstof. PFOA () wordt geproduceerd uit octaanzuurfluoride in twee reactoren. Reactor 1 is een elektrochemische cel. Aan de positieve elektrode treedt halfreactie 1 op, waarbij telkens een waterstofatoom van octaanzuurfluoride wordt vervangen door een fluoratoom. (halfreactie 1)
Bereken de ladingsoverdracht in coulomb wanneer g octaanzuurfluoride wordt omgezet tot stof P. Geef de uitkomst in het juiste aantal significante cijfers. Gebruik hierbij onder andere de volgende gegevens:
- De molaire massa van octaanzuurfluoride is 146 g
- 1,00 mol elektronen heeft een lading van C
Klaar met deze vraag?
Of laat de AI-docent jouw antwoord nakijken:
Uitleg bij vraag 15
Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.
Wat wordt er gevraagd?
Je berekent hoeveel lading in coulomb er in reactor 1 is overgedragen als g octaanzuurfluoride volledig is omgezet tot stof P, in het juiste aantal significante cijfers.
Zo pak je het aan
Uit figuur 1 zie je: octaanzuurfluoride is en stof P is . Alle 15 H-atomen worden dus door F vervangen. Elke vervanging is halfreactie 1 en levert 2 elektronen.
- Hoeveelheid octaanzuurfluoride: .
- Hoeveelheid vervangen H-atomen: .
- Hoeveelheid elektronen: .
- Lading: .
Antwoord voor alle punten
C. 1 punt voor de mol octaanzuurfluoride, 1 punt voor de mol F-atomen en de mol elektronen, 1 punt voor de lading, 1 punt voor de significantie.
Let op
De massa g heeft twee significante cijfers, dus je antwoord ook. De eenheid C moet je zelf noteren: de vraag geeft hem niet. Een rekenfout of een ontbrekende eenheid kost 1 punt. Als je 2 elektronen per molecuul gebruikt in plaats van per H-atoom, mis je het punt voor de elektronen.
Vraag 16
2p
De omzetting van octaanzuurfluoride tot PFOA is vereenvoudigd en onvolledig met een blokschema weergegeven op de uitwerkbijlage. In reactor 1 (R1) reageren octaanzuurfluoride en HF. Aan de positieve elektrode wordt stof P gevormd en aan de negatieve elektrode wordt waterstof gevormd uit -ionen. Waterstof verlaat R1 samen met een lage concentratie HF. De waterstof wordt in scheidingsruimte 1 (S1) gescheiden van HF met behulp van water. Als alle octaanzuurfluoride heeft gereageerd, wordt stof P doorgevoerd naar reactor 2 (R2). Hier reageren stof P en water volledig tot PFOA en HF, die als afzonderlijke stofstromen de reactor verlaten.
Leg uit welke scheidingsmethode wordt gebruikt in S1.
Klaar met deze vraag?
Of laat de AI-docent jouw antwoord nakijken:
Uitleg bij vraag 16
Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.
Wat wordt er gevraagd?
Je noemt de scheidingsmethode in S1 en legt uit waarom die werkt.
Zo pak je het aan
In S1 komen waterstof en HF binnen, en er wordt water toegevoegd. Daarna verlaat waterstof de ruimte apart en gaan HF en water samen weg (zie het schema bij vraag 17). Een extra stof (water) die één van de stoffen oplost, is extractie.
Antwoord voor alle punten
"Extractie: HF lost wel op in water en niet." 1 punt voor extractie, 1 punt voor de uitleg met de oplosbaarheid.
Let op
Een uitleg zonder oplosbaarheid ("omdat water wordt toegevoegd") is te vaag. Je mag het ook omdraaien: " lost niet op in water". De methode heet extractie omdat een oplosmiddel (water) één stof uit het mengsel haalt, en niet destillatie of filtreren: daar speelt kookpunt of deeltjesgrootte de rol.
Vraag 17
4p
Maak het blokschema op de uitwerkbijlage compleet.
- Teken R2.
- Teken ontbrekende pijlen en noteer ontbrekende stoffen bij alle pijlen. Je hoeft hierbij geen rekening te houden met hergebruik van stoffen.
⚠️ Uitwerkbijlage vereist
Klaar met deze vraag?
Of laat de AI-docent jouw antwoord nakijken:
Uitleg bij vraag 17
Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.
Wat wordt er gevraagd?
Je maakt het blokschema op de uitwerkbijlage af: teken R2, de ontbrekende pijlen en de stoffen bij alle pijlen.
Zo pak je het aan
Lees de tekst bij vraag 15 en 16 als route en zet elke stof bij een pijl:
- R1: in gaan octaanzuurfluoride en HF (die staan al in het schema). Eruit komen stof P () naar R2, en waterstof samen met HF naar S1.
- S1: in gaan het mengsel van en HF uit R1 en water. Uit S1 komen (naar buiten) en een stroom met en HF.
- R2: in gaan stof P en water. Eruit komen PFOA en HF, als aparte stromen.
Antwoord voor alle punten
Het schema uit het model: R2 met stof P en erin en PFOA en HF eruit, uit S1 een pijl met en een pijl met en HF. 1 punt voor R2 en de stromen van stof P en PFOA, 1 punt voor , 1 punt voor HF, 1 punt voor .
Let op
Je hoeft geen rekening te houden met hergebruik van stoffen. Bij de stroom uit S1 mag ook 'HF (aq)' of staan. Zet bij elke pijl de stof(fen), niet alleen de pijl.
Vraag 18
4p
PFOA is een zwak zuur met een waarde van . PFOA is daarom in water vooral aanwezig in de vorm van de geconjugeerde base . Dit is goed oplosbaar in water.
Bereken hoeveel procent van PFOA aanwezig is als in water met .
Klaar met deze vraag?
Of laat de AI-docent jouw antwoord nakijken:
Uitleg bij vraag 18
Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.
Wat wordt er gevraagd?
Je berekent hoeveel procent van het PFOA bij pH 7,00 als zuur () in het water zit. De rest is de geconjugeerde base.
Zo pak je het aan
- .
- Evenwichtsvoorwaarde: , dus .
- Per 1 deel zuur zijn er delen base, dus het zuur is .
Antwoord voor alle punten
. 1 punt voor , 1 punt voor de evenwichtsvoorwaarde, 1 punt voor de verhouding (mag impliciet), 1 punt voor de omrekening naar het percentage.
Let op
Het totaal is zuur plus base, dus het percentage zuur is , niet . Rekenen met de benadering rekent het model je niet aan: de uitkomst is ook . Het percentage is erg klein: bij pH 7 is PFOA bijna helemaal de base.
Vraag 19
2p
Wetenschappelijk onderzoek heeft aangetoond dat PFOA een risico vormt voor de gezondheid en het milieu. Voor de bepaling van de hoeveelheid PFOA in water of grond wordt onder andere gebruikgemaakt van massaspectrometrie. Een deel van het massaspectrum van PFOA (414 g ) is in figuur 2 weergegeven. Bij de gebruikte techniek neemt een molecuul PFOA een elektron op. Het gevormde fragmenteert vervolgens. Uit het massaspectrum kan worden opgemaakt dat bij de fragmentatie van PFOA onder andere enkele malen hetzelfde neutrale fragment Y wordt afgesplitst. Zo is het fragment behorend bij de piek van ontstaan uit het fragment behorend bij de piek van .
Leid de molecuulformule van het neutrale fragment Y af.
Klaar met deze vraag?
Of laat de AI-docent jouw antwoord nakijken:
Uitleg bij vraag 19
Kom je er niet uit? Begin met een hint. Klaar? Bekijk stap voor stap hoe je alle punten haalt.
Wat wordt er gevraagd?
Je leidt de molecuulformule af van het neutrale fragment Y dat bij de fragmentatie wordt afgesplitst, met behulp van de pieken in figuur 2.
Zo pak je het aan
Het deeltje met wordt het deeltje met door verlies van Y. Het verschil is de massa van Y, want het neutrale deeltje is niet te zien in het spectrum.
- Massa van Y: .
- Zoek een combinatie van atomen met massa 50 u. De stof bevat C en F: geeft .
Antwoord voor alle punten
"De massa van Y is u. Dat is , want u." 1 punt voor de massa, 1 punt voor de conclusie .
Let op
Alleen "" zonder massaberekening scoort niet. Gebruik de pieken die in de tekst staan, niet de hoogste piek (). Heb je in vraag 9 een foute molaire massa van fluor gebruikt en hier dezelfde, dan wordt dat hier niet aangerekend.