Gerolsteiner®

Opgave 2 (vraag 6 t/m 11) uit eindexamen Scheikunde VWO 2023 tijdvak 1

Vraag A
[C] Chemische processen en behoudswetten[C1] Chemische processen[Polaris] H4: Zouten
3p

Gerolsteiner® is een Duits merk koolzuurhoudend mineraalwater uit Gerolstein, een kleine stad in de Eifel. In de ondergrond van Gerolstein bevindt zich het gesteente dolomiet. Dolomiet reageert met opgelost koolstofdioxide dat afkomstig is uit neerslag of uit dieper gelegen aardlagen. In figuur 1 is schematisch weergegeven hoe koolzuurhoudende neerslag in contact komt met dolomiet, waardoor Gerolsteiner® mineraalwater wordt gevormd.

De waarde van xx in de verhoudingsformule van dolomiet ligt tussen nul en een.

Geef met behulp van figuur 1 de vergelijking van de reactie van dolomiet met opgelost koolstofdioxide.

Figuur 1 bij vraag 6 van opgave Gerolsteiner® (Scheikunde VWO 2023)

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

Vraag B
[B] Stoffen en materialen in de chemie[B1] Deeltjesmodellen[Polaris] H1: Atoombouw
2p

In het mineraalwater is ook een beetje helium opgelost. Het helium blijkt zowel uit 3He^{3}\text{He} als uit 4He^{4}\text{He} te bestaan. De verhouding tussen de heliumisotopen hangt af van de herkomst van het helium. Dit gegeven hebben onderzoekers gebruikt om te bepalen of het opgeloste CO2CO_{2} in Gerolsteiner® mineraalwater uitsluitend afkomstig is uit neerslag of ook uit dieper gelegen aardlagen. 4He^{4}\text{He} ontstaat door het radioactief verval van 238U^{238}\text{U}. Bij dit radioactief verval ontstaat nog één ander deeltje.

Geef het symbool en het aantal neutronen van dit deeltje.

Noteer je antwoord als volgt:

  • symbool:
  • aantal neutronen:

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

Vraag C
[D] Ontwikkelen van chemische kennis[D1] Chemische vakmethodes[Polaris] H11: Industriële chemie
1p

Na afscheiding van het helium van de overige gassen kan de verhouding 3He4He\frac{^{3}\text{He}}{^{4}\text{He}} worden bepaald met behulp van een analysetechniek.

Geef de analysetechniek die geschikt is voor het bepalen van de verhouding 3He4He\frac{^{3}\text{He}}{^{4}\text{He}}.

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

Vraag D
[C] Chemische processen en behoudswetten[C2] Chemisch rekenen[Polaris] H2: Rekenen en meten
2p

In neerslag komt de verhouding 3He4He\frac{^{3}\text{He}}{^{4}\text{He}} overeen met het voorkomen in de natuur. In de dieper gelegen aardlagen is die verhouding hoger. De onderzoekers hebben vastgesteld dat de concentratie 4He^{4}\text{He} in Gerolsteiner® overeenkomt met 4⋅10−64\cdot10^{-6} M. De concentratie 3He^{3}\text{He} in Gerolsteiner® is 3⋅10−113\cdot10^{-11} M.

Leg uit met behulp van een berekening of de gevonden concentraties erop wijzen dat de opgeloste gassen in Gerolsteiner® uitsluitend afkomstig zijn uit neerslag of ook uit dieper gelegen aardlagen.

Gebruik Binas-tabel 25A of ScienceData-tabel 1.11.

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

Vraag E
[B] Stoffen en materialen in de chemie[B1] Deeltjesmodellen[Polaris] H3: Moleculaire stoffen
3p

De oplosbaarheid van CO2CO_{2} in water is 2,3 g L−1\text{L}^{-1} (T=283 K, p=p0p=p_{0}). CO2CO_{2} is daarmee ruim 30 keer beter oplosbaar dan O2O_{2} onder dezelfde omstandigheden. Dit wordt onder andere veroorzaakt door elektrostatische interacties. Deze interacties treden op tussen moleculen CO2CO_{2} en H2OH_{2}O maar niet tussen moleculen O2O_{2} en H2OH_{2}O.

Voer de volgende opdrachten uit:

  • Teken de lewisstructuren van CO2CO_{2} en H2OH_{2}O. Geef hierbij de juiste bindingshoeken weer.
  • Geef partiële ladingen aan.
  • Geef in de tekening met een stippellijn een elektrostatische interactie aan tussen beide moleculen.

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

Vraag F
[C] Chemische processen en behoudswetten[C1] Chemische processen[Polaris] H7: Zuren en basen
3p

De koolzuurhoudende variant van Gerolsteiner® mineraalwater heet Gerolsteiner® Sprudel en is vergelijkbaar met SPA® Intense (ook wel bekend als SPA® Rood). In de tabel zijn enkele gegevens van Gerolsteiner® Sprudel en SPA® Intense gegeven.

gehalte in Gerolsteiner® Sprudel (mg L−1\text{mg}~\text{L}^{-1})gehalte in SPA® Intense (mg L−1\text{mg}~\text{L}^{-1})
HCO3−HCO_{3}^{-}181618
H2CO3H_{2}CO_{3}8,38,2

In koolzuurhoudend water stelt zich onder andere evenwicht 1 in.

H2CO3(aq)+H2O(l)⇌H3O+(aq)+HCO3−(aq)H_{2}CO_{3}(aq)+H_{2}O(l)\rightleftharpoons H_{3}O^{+}(aq)+HCO_{3}^{-}(aq) (evenwicht 1)

De pH van Gerolsteiner® Sprudel is 5,95. De pH van SPA® Intense is 3,95.

Verklaar met behulp van de tabel dat de pH van Gerolsteiner® Sprudel hoger is dan de pH van SPA® Intense. Gebruik hierbij de KzK_{z} van H2CO3H_{2}CO_{3}.

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

Antwoordmodel

Volgende opgave: Glyfosaat →