Eindexamen scheikunde vwo 2002, tijdvak 2

Verklaar door middel van een berekening dat tijdens het uitharden van het gips het verband warm aanvoelt. Gebruik hierbij gegevens uit Binas-tabel 57A en het gegeven dat de vormingswarmte van CaSO 4 . 2H 2 O(s) − 20,21 ⋅ 10 5 J mol − 1 bedraagt. Tegenwoordig wordt voor dit soort verbanden bijna geen gips meer gebruikt, maar voornamelijk zogenoemde polyurethanen. Een polyurethaan kan worden gevormd uit twee verschillende stoffen. ken van dc beginstoffen die bij de vorming van zo'n polyurethaan gebruikt wordt. stof A, heeft dc volgende structuurformule: HO − CH 2 − CH, − CH, − CH 2 − CH 2 − OH stof A

Geef de systematische naam van stof A. ken mogelijke andere beginstof voor de vorming van een polyurethaan. stof B, heeft de volgende structuurformule: O=CN − CH 2 − CH 2 − CH 2 − CH 2 − N= C=O stof B De groep N=C=O heet isocyanaat. In het vervolg van deze opgave wordt stof A aangeduid met HO − R 1 − OH en stof B niet O=C=N − R 2 − N=C=O. De vorming van een polyurethaan berust op het feit dat OH groepen niet isocyanaatgroepen kunnen reageren. Bij de polymerisatie van stof A niet stof B treedt de volgende reactie op: … + HO − R 1 − OH + O=C=N − R 2 − N=C=O + HO − R 1 − OH + O=C=N − R 2 − N=C=O + … H O O H O R 1 O C N R 2 N C O R 1 O C N R 2 N C polymeer 1 Deze polymerisatie zou kunnen worden opgevat als additiepolymerisatie.

Geef twee argumenten die de opvatting ondersteunen dat deze polymerisatiereactie berust op additie. Isocyanaatgroepen kunnen ook met NH groepen reageren. Van de reactie van isocyanaatgroepen met NH groepen maakt men onder andere gebruik bij een methode om vast te stellen wat het massapercentage van stof B in een monster van stof B is. Bij zo’n bepaling voegt men aan een monster van stof B een overmaat dibutylamine, (C 4 H 9 ) 2 NH, toe. De isocyanaatgroepen van de moleculen van stof B reageren als volgt met dibutylaminemoleculen: C 4 H 9 ) 2 NH + ∼ N=C=O → N C N(C 4 H 9 ) 2 H O De overmaat dibutylamine wordt teruggetitreerd met een oplossing van waterstofchloride in methanol. De vergelijking van de reactie die dan optreeedt, kan als volgt worden weergegeven: C 4 H 9 ) 2 NH + HCl → C 4 H 9 ) 2 NH 2 + + Cl − Bij zo’n bepaling liet men 538 mg van een monster van stof B reageren met 20,0 mL van een dibutylamine-oplossing. Voor de terugtitratie was 12,5 mL 1,025 M HCl-oplossing nodig. Daarna werd een blanco-bepaling uitgevoerd, waarbij 20,0 mL van de dibutylamine-oplossing werd getitreerd met de 1,025 M HCl-oplossing. Voor deze titratie was 19,3 mL nodig.

polymeer 1 en stof B. Bij die reactie ontstaat een nieuw polymeer, polymeer 2. Polymeer 2 wordt vanwege zijn eigenschappen toegepast in moderne verbanden om gebroken ledematen te stabiliseren. Bij het maken van zo'n verband legt men rondom de breuk een verbandgaas aan, waarop een mengsel van polymeer I en stof B is aangebracht, en laat de reactie tussen polymeer 1 en stof B optreden. Nadat de reactie heeft plaatsgevonden, is een verband verkregen dat uitstekend geschikt is om een gebroken ledemaat te stabiliseren.

Bereken hoeveel massaprocent van de in diksap opgeloste sacharose tijdens de kristallisatie wordt afgescheiden als zuivere sacharose. Bij de kristallisatie maakt men gebruik van een aantal kenmerken van mengsels van sacharose en water: - de oplosbaarheid van sacharose in water neemt af bij dalende temperatuur; - het is mogelijk een 1 10% verzadigde oplossing van sacharose in water te maken; in zo'n oplossing is de oplosbaarheid van sacharose met 10% overschreden zonder dat vaste stof ontstaat; - als in een 110% verzadigde oplossing van sacharose wat sacharosekristallen worden gebracht, kristalliseert zoveel sacharose uit dat een 100% verzadigde oplossing ontstaat. Er zijn verschillende mogelijkheden om uit diksap door kristallisatie sacharose te winnen. Eén van die mogelijkheden omvat de volgende stappen. Stap 1: Uit de nog niet verzadigde oplossing wordt bij een constante temperatuur van 70 °C net zo lang water verdampt tot een 1 10% verzadigde oplossing ontstaat. Stap 2: In de 110% verzadigde oplossing worden sacharosekristallen gebracht; bij een constante temperatuur van 70 °C kristalliseert zuivere sacharose uit. Deze vaste sacharose wordt volledig verwijderd. Stap 3: De ontstane 100% verzadigde oplossing wordt afgekoeld tot een 110% verzadigde oplossing ontstaat. Stap 4: In de dan verkregen 110% verzadigde oplossing worden sacharosekristallen gebracht; bij een constante temperatuur kristalliseert zuivere sacharose uit. Deze vaste sacharose wordt volledig verwijderd. Met behulp van zogenoemde verzadigingscurven kan men afleiden wat de concentraties van de sacharose in de oplossingen na de stappen 1 tot en met 4 zullen zijn. In onderstaand diagram zijn twee verzadigingscurven van sacharose in water getekend: die van 100% en die van 110%. In het diagram is met een punt P de toestand, dat wil zeggen de temperatuur en het aantal g sacharose per 100 g oplossing, aangegeven van het diksap dat de kristallisatieruimte ingaat. Op de bijlage is dit diagram op millimeterpapier weergegeven.

Geef de reactievergelijking van deze hydrolyse. Noteer daarin de organische deeltjes in structuurformules. Een bruistablet bevat, behalve acetylsalicylzuur, onder meer natriumwaterstofcarbonaat (NaHCO 3 ). Als een bruistablet in water wordt gebracht, treedt een reactie op tussen het acetylsalicylzuur en het waterstofcarbonaat. Hierbij ontstaan onder andere de zuurrest van acetylsalicylzuur en koolstofdioxide. Het bruisen van het tablet wordt veroorzaakt doordat koolstofdioxide als gas uit de oplossing ontwijkt. Een voorbeeld van een bruistablet is Aspro-bruis. Wanneer een Aspro-bruistablet in water wordt gebracht, is na afloop van de gasontwikkeling een oplossing ontstaan met pil = 5,00. In deze oplossing zijn vrijwel alle acetylsalicylzuurmoleculen omgezet tot de zuurrestionen.