Vraag 4Zonnebrandstof
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- Schrijf de halfreactie van de omzetting van waterstof tot waterstofionen op, met de elektronen erin.
- Kijk welke stof elektronen afstaat en welke stof elektronen opneemt in deze halfreactie.
- Bepaal wat daaruit volgt voor de stof die je nodig hebt, en leg dat uit met de halfreactie erbij.
Hier verliezen leerlingen punten
- Schrijf de halfreactie volledig op, want een conclusie zonder reactievergelijking levert weinig punten op.
- Let op dat je de vraag beantwoordt: je moet zeggen of er een oxidator of een reductor nodig is, en waarom.
- Gebruik de woorden elektronen opnemen en afstaan goed, want die verwisselen leerlingen makkelijk.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
tekstfragment “Iedere dertig minuten vangt de aarde een hoeveelheid zonlicht op waarmee we de hele wereld een jaar lang van energie kunnen voorzien. Hier ligt voor ons de uitdaging. We moeten gebruikmaken van deze mogelijkheid.” Met deze woorden opende toenmalig kroonprins Willem Alexander in 2011 een seminar in Dresden. naar: www.groenegrondstoffen.nl Wetenschappers hebben iets bedacht om zonlicht te kunnen gebruiken als ‘zonnebrandstof’. Voor deze zonnebrandstof wordt zonne-energie gebruikt die is opgevangen door zonnecellen, om water te ontleden tot waterstof en zuurstof. De gevormde waterstof wordt vervolgens door de genetisch aangepaste bacteriesoort R. eutropha met koolstofdioxide omgezet tot de zonnebrandstof isopropylalcohol (IPA). Dit proces is vereenvoudigd weergegeven in figuur 1a. figuur 1 zonnecel elektrode A CO 2 elektrode B reactor met zoutoplossing 4 H + + O H 2 2 2 H O 2 H + H 2 H O H bacterie H + CO IPA 2 2 H C C C H H H H 1a. reactor voor het maken van zonnebrandstof 1b. structuurformule IPA Het proces in figuur 1a heeft overeenkomsten met de natuurlijke fotosynthese. Beide processen hebben bijvoorbeeld zonlicht als energiebron nodig.
Isopropylalcohol (IPA) is een triviale naam. De structuurformule van IPA is in figuur 1b weergegeven.
Een van de stappen in het proces waarbij bacteriën IPA produceren, is de omzetting van waterstof tot waterstofionen met behulp van ‘hydrogenasen’. Een hydrogenase is een enzym met in het reactieve deel onder andere ijzeratomen. In figuur 2 is een fragment van een hydrogenase vereenvoudigd weergegeven. Het zwavelatoom in de restgroep van de cysteïne-eenheid is gebonden aan een ijzeratoom ( Fe ) in plaats van aan een waterstofatoom. Deze binding is op te vatten als een atoombinding. figuur 2 Fe Cys Thr
De omzetting van waterstof tot waterstofionen door het enzym is een halfreactie.
Leg uit, aan de hand van deze halfreactie, of voor deze omzetting van waterstof een oxidator of een reductor nodig is. Gebruik eventueel Binas-tabel 48 of ScienceData-tabel 9.1f.