Vraag 26Uraan uit zeewater
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?
- Bekijk in figuur 1 welke groepen in EDTA een H-atoom kunnen bevatten of kwijtraken.
- Bedenk welk deeltje bij deze omzetting een H+-ion moet afstaan of opnemen.
- Koppel dat aan de definitie van een zuur en van een base.
- Schrijf je conclusie op met een korte uitleg waarom je die keuze maakt.
Hier verliezen leerlingen punten
- Alleen zeggen dat er een zuur of een base nodig is, zonder uitleg, levert geen punten op.
- Let op dat je niet alleen op de lading van het deeltje afgaat, maar uitlegt welk H+-ion er verandert.
- Vergeet niet te vermelden welk deeltje het H+-ion afstaat of opneemt, want dat hoort bij je redenering.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Uraan kent verschillende toepassingen. Het bekendst is de toepassing als energiebron voor kerncentrales. Hiervoor is de isotoop U-235 nodig.
Tot nu toe wordt uraan in de vorm van erts afgegraven uit mijnen. Bij een jaarlijkse wereldwijde behoefte van 6,0·10 7 kg uraan zullen deze mijnen een voorraad uraan hebben voor slechts 80 jaar . Zeewater is een veel grotere bron van uraan. Winning van uraan uit zeewater staat daarom in de belangstelling. Een probleem hierbij is echter dat het gehalte in zeewater laag is: 3,38·10 –9 kg uraan per L .
In zeewater is uraan vooral aanwezig in de vorm van het UO 2+ -ion. De winning 2 van uraan uit zeewater is nog experimenteel. Voor deze winning worden polymeren gebruikt die in staat zijn om UO 2+ -ionen te binden. 2 De basis van dit polymeer is het peptide omiganan. De aminozuurvolgorde van omiganan is als volgt: Ile-Leu-Arg-Trp-Pro-Trp-Trp-Pro-Trp-Arg-Arg-Lys (omiganan) Omiganan is in staat om water te binden.
Als omiganan gecrosslinkt wordt, ontstaat een hydrogel. Een hydrogel is een vaste, onoplosbare stof die gebonden water bevat. Behalve water kan deze hydrogel ook UO 2+ -ionen uit het zeewater binden. Zo kan de hydrogel 2 UO 2+ -ionen uit zeewater halen. Andere ionen in zeewater worden namelijk niet 2 of in veel mindere mate aan de hydrogel gebonden. Onderzoekers wilden de massa aan UO 2+ -ionen bepalen die per gram 2 hydrogel gebonden kan worden. Dit onderzoek werd als volgt uitgevoerd: Stap 1: Een bepaalde hoeveelheid hydrogel werd in een bak gelegd waar zeewater doorheen werd gepompt. Stap 2: Na enkele weken werd de hydrogel uit de bak met zeewater gehaald en spoelden de onderzoekers de hydrogel met gedestilleerd water. Stap 3: De hydrogel werd in een oplossing van de stof EDTA gelegd. Hierdoor kwamen de UO 2+ -ionen weer los van de hydrogel en bonden aan 2 EDTA-ionen. Stap 4: UO 2+ -ionen werden weer losgemaakt van EDTA-ionen en de massa 2 van de UO 2+ -ionen werd bepaald. 2
In stap 3 kwamen de UO 2+ -ionen los van de hydrogel omdat deze ionen beter 2 binden met EDTA-ionen dan met de hydrogel. In het onderzoek werd een oplossing van het zout Na -EDTA gebruikt. In figuur 1 is de structuurformule 2 van de vaste stof Na -EDTA weergegeven. 2 figuur 1 O O C H C CH C 2 2 HO O Na N CH CH N O 2 2 O C H C CH C 2 2 Na O OH Na oplossen van Na -EDTA in water ontstaan vrije EDTA-ionen. Deze ionen 2 worden weergegeven met de formule Y 2– . Door de pH te veranderen kan men Y 2– -ionen omzetten tot Y 4– -ionen. Per Y 4– -ion kan één UO 2+ -ion worden 2 gebonden.
Leg uit of er een zuur of een base nodig is om Y 2– om te zetten tot Y 4– . Gebruik figuur 1.