Vraag 10

Slaag gegarandeerd met ExamenBoost

Oefen examens van de afgelopen 5 jaar met extra uitleg door docenten bij examenvragen
Extra uitleg en oefenen voor elk onderwerp uit je examen
Stel vragen en krijg direct antwoord

Bestand aan het laden...

Het Merox-proces is een industrieel proces om zwavelhoudende verbindingen te verwijderen uit aardolieproducten zoals lpg. Lpg is een mengsel van koolwaterstoffen met een laag kookpunt.

De zwavelhoudende verbindingen kunnen worden aangeduid met R-SH, waarbij de groep R staat voor een koolwaterstofketen. In figuur 1 is het blokschema van het Merox-proces onvolledig weergegeven.

Het is niet mogelijk om Ipg en R-SH te scheiden met behulp van water.

Daarom wordt het gasvormige, nog onzuivere lpg in reactor 1 (R1) in contact gebracht met een overmaat natronloog. In R1 reageren de zwavelhoudende verbindingen volgens reactie 1.

\mathrm{R}-\mathrm{SH}(\mathrm{~g})+\mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{R}-\mathrm{S}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l})

In een basische oplossing kunnen de zwavelhoudende verbindingen wel van het lpg worden afgescheiden. Dit wordt veroorzaakt door de vorming van bindingen tussen watermoleculen en deeltjes die in R1 zijn ontstaan.

5 punten

Open vraag

In een onderzoek is de omzettingssnelheid van R-SH tot R-S-S-R nader onderzocht. Men onderzocht de omzetting van butaanthiol$(\mathrm{C}_{4} \mathrm{H}_{10} \mathrm{~S})in natronloog. Hierbij werd op verschillende tijdstippen de fractie$\frac{\left[\mathrm{C}_{4} \mathrm{H}_{10} \mathrm{~S}\right]_{t}}{\left[\mathrm{C}_{4} \mathrm{H}_{10} \mathrm{~S}\right]_{0}}bepaald. In figuur 2 zijn de resultaten van een meting weergegeven.

Op$t=0bevatte het mengsel 372 massa-ppm butaanthiol.

De molaire massa van butaanthiol is$90{,}2 \mathrm{~g} \mathrm{~mol}^{-1}. De dichtheid van het reactiemengsel was$0{,}75 \mathrm{~kg} \mathrm{~L}^{-1}.

Bereken met behulp van figuur 2 de gemiddelde omzettingssnelheid van butaanthiol in$\mathrm{mol} \mathrm{L}^{-1} \mathrm{~s}^{-1}tussen$t=0en$t=2{,}0 \mathrm{~h}.

Geef de uitkomst in het juiste aantal significante cijfers.

Beoordeling

Voorbeelden van een juiste berekening zijn:

\frac{\frac{372 \times 10^{-6}}{90,2} \times 0,75 \times 10^{3} \times(1,00-0,44)}{2,0 \times 60 \times 60}=2,4 \cdot 10^{-7}(\mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{~s}^{-1})

Op$t=0is er$372 \times 10^{-6} \times 0{,}75 \times 10^{3}=2{,}79 \cdot 10^{-1}(\mathrm{~g} \mathrm{~L}^{-1})butaanthiol.

Dat is$\frac{2{,}79 \cdot 10^{-1}}{90{,}2}=3{,}09 \cdot 10^{-3}(\mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}).

Op$t=2{,}0 \mathrm{~h}is de fractie 0,44 , dus de verandering van de concentratie is$\Delta\left[\mathrm{C}_{4} \mathrm{H}_{10} \mathrm{~S}\right]=3{,}09 \cdot 10^{-3} \times(1{,}00-0{,}44)=1{,}73 \cdot 10^{-3}(\mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}).

De gemiddelde omzettingssnelheid is dus$\frac{1{,}73 \cdot 10^{-3}}{2{,}0 \times 60 \times 60}=2{,}4 \cdot 10^{-7}(\mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{~s}^{-1}).

➤ Indien correct 1 punt:

Op$t=0is er$\frac{372 \times 10^{-6}}{90{,}2}=4{,}12 \cdot 10^{-6}(\mathrm{mol}) \mathrm{C}_{4} \mathrm{H}_{10} \mathrm{~S}per gram mengsel.

De beginconcentratie$\left[\mathrm{C}_{4} \mathrm{H}_{10} \mathrm{~S}\right]_{0}=4{,}12 \cdot 10^{-6} \times 0{,}75 \times 10^{3}=3{,}09 \cdot 10^{-3}(\mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}).

Opt=2{,}0~hOt=2{,}0~h$\mathrm{Op} t=2{,}0 \mathrm{~h}is de fractie 0,44 , dus de verandering van de concentratie is$\Delta\left[\mathrm{C}_{4} \mathrm{H}_{10} \mathrm{~S}\right]=3{,}09 \cdot 10^{-3} \times(1{,}00-0{,}44)=1{,}73 \cdot 10^{-3}(\mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}).

De gemiddelde omzettingssnelheid is dus$\frac{1{,}73 \cdot 10^{-3}}{2{,}0 \times 60 \times 60}=2{,}4 \cdot 10^{-7}(\mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{~s}^{-1}).

➤ Indien correct 1 punt:

Opmerking

Als in de berekening de coëfficiënt 4 uit de totaalreactie is verwerkt, wat leidt tot de uitkomst$6{,}0 \cdot 10^{-8}(\mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{~s}^{-1}), dit niet aanrekenen.

Oefen vraag

Bijbehorende onderwerpen

Examenroute

Alle onderwerpen die je voor je examen moet kennen op een rijtje gezet.

Bekijk examenroute

Op deze pagina behandelen we vraag 10 van het centraal examen scheikunde vwo 2022 – tijdvak 2. Deze vraag is onderdeel van Merox, en is 5 punten waard.

Je kunt hier zelf het antwoord invullen en vervolgens direct de uitwerking en uitleg bekijken.

Daarnaast kun je:

Oude antwoorden terugzien
Extra uitleg vragen aan onze AI-hulp via de knop "Stel je vraag"
Klikken op de bijbehorende onderwerpen uit de examenroute om verdieping te vinden

De onderwerpen bij deze vraag zijn:

Veiligheid