Zuurstofvanger

Opgave 3 (vraag 12 t/m 16) uit eindexamen Scheikunde HAVO 2024 tijdvak 1

Vraag A
[B] Kennis van stoffen en materialen[B4] Bindingen, structuren en eigenschappen[Nova] H9: Polymeren[Chemie Overal] H11: Kunststoffen
2p

Zuurstofvanger

Om voorverpakt voedsel lange tijd te kunnen bewaren, is het belangrijk dat er zo weinig mogelijk zuurstof in de verpakking aanwezig is. Daarom is OxyGuard™ ontwikkeld: een verpakkingsmateriaal dat in staat is om zuurstof in de verpakking 'weg te vangen' en zuurstof buiten de verpakking erbuiten te houden. OxyGuard™ is opgebouwd uit verschillende lagen poly-etheen (PE), een laag aluminium en een laag poly-ethyleentereftalaat (PET). In figuur 1 is deze opbouw vereenvoudigd weergegeven.

[Afbeelding van figuur 1: opbouw OxyGuard]

Laag A, B en C (figuur 1) zijn gemaakt van PE. Deze lagen van PE worden gemaakt door extruderen met drie extruders. Hierna volgt een proces waarbij de gesmolten lagen door een verdeelstuk gaan en er een folie ontstaat die uit drie lagen bestaat. Figuur 2 toont deze processen en de structuurformule van PE.

[Afbeelding van figuur 2: extruderen en PE structuur]

Leg uit dat PE verwerkt kan worden door extruderen. Gebruik in je uitleg de structuurformule van PE.

Figuur 1 bij vraag 12 van opgave Zuurstofvanger (Scheikunde HAVO 2024)
Figuur 2 bij vraag 12 van opgave Zuurstofvanger (Scheikunde HAVO 2024)

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

Vraag B
[B] Kennis van stoffen en materialen[B3] Bindingen en eigenschappen[Nova] H9: Polymeren[Chemie Overal] H11: Kunststoffen
2p

Laag B bevat behalve PE onder andere ijzerdeeltjes, waardoor deze laag de zuurstof die in de verpakking zit, kan 'wegvangen' volgens reactie 1.

3 O2(g)+4 Fe(s)→2 Fe2O3(s)3\ \text{O}_2 (\text{g}) + 4\ \text{Fe} (\text{s}) \rightarrow 2\ \text{Fe}_2\text{O}_3 (\text{s}) (reactie 1)

Deze reactie verloopt bij lage vochtigheid zeer langzaam. Daarom bevat laag A silica (SiO2\text{SiO}_2). Silica is nodig om water aan laag A te laten binden om zo reactie 1 in laag B te versnellen. PE zelf kan namelijk geen water binden.

Leg uit dat de stof PE geen water kan binden. Gebruik in je uitleg de structuurformule van PE.

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

Vraag C
[C] Kennis van chemische processen en kringlopen[C2] Chemisch rekenen[Nova] H2: Rekenen in de chemie[Chemie Overal] H4: Moleculaire stoffen
4p

De hoeveelheid water die per m2\text{m}^2 verpakkingsmateriaal gebonden is, heeft invloed op de hoeveelheid zuurstof die weggevangen kan worden. In figuur 3 staat dit verband in een diagram weergegeven.

[Afbeelding van figuur 3: diagram verband water en zuurstofwegvangst]

Onderzoekers maakten een rechthoekig zakje uit 2 stukjes van 6,5 bij 7,75 cm van het verpakkingsmateriaal Oxyguard™. Nadat het zakje was gevuld met een droog voedingsmiddel en was afgesloten, bevond zich nog 13,4 cm313,4\ \text{cm}^3 lucht in het zakje. De lucht bevatte 20,9 volumeprocent zuurstof.

Voer de volgende opdrachten uit:

  • Bereken het volume zuurstof in cm3\text{cm}^3 in de 13,4 cm313,4\ \text{cm}^3 lucht in het zakje.
  • Laat met een berekening zien of het verpakkingsmateriaal al deze zuurstof kan wegvangen. Gebruik figuur 3 en het gegeven dat het gebruikte verpakkingsmateriaal 1,40 g m−21,40\ \text{g}\ \text{m}^{-2} gebonden water bevatte. Noteer de afgelezen waarde in drie significante cijfers.
Figuur 1 bij vraag 14 van opgave Zuurstofvanger (Scheikunde HAVO 2024)

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

Vraag D
[B] Kennis van stoffen en materialen[B3] Bindingen en eigenschappen[Nova] H3: Bindingstypen[Chemie Overal] H4: Moleculaire stoffen
2p

Laag D en E van OxyGuard™ dienen ter versteviging. Laag D, gemaakt van aluminium, laat geen zuurstof van buitenaf door. Laag E bestaat uit het ketenpolymeer PET. De ketens van PET zijn hydrofoob. PET en aluminium zijn beide niet poreus. Toch kan PET wel zuurstofmoleculen doorlaten en aluminium (Al) niet.

Leg uit waarom aluminium geen zuurstofmoleculen kan doorlaten en PET wel. Gebruik in je uitleg de relevante bindingstypen. Noteer je antwoord als volgt: bindingstype PET: bindingstype Al: uitleg:

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

Vraag E
[F] Processen in de chemische industrie[F1] Industriële processen[Nova] H11: Groenere industrie[Chemie Overal] H13: Duurzaam produceren
1p

Verpakkingen van OxyGuard™ kunnen na gebruik niet worden verwerkt tot nieuwe verpakkingen van OxyGuard™.

Geef een reden waarom dat zo is.

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

Antwoordmodel

Volgende opgave: Lithium-ion-accu's recyclen →