Vraag 21Lithium-luchtbatterij
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?
- Vergelijk de twee aminozuurvolgordes en zoek de plaatsen waar ze verschillen.
- Bekijk per verschillend aminozuur welke restgroep het heeft en hoe die zich bij een hogere pH gedraagt.
- Koppel het gedrag van die restgroepen aan de lading van de peptideketen en daarmee aan het binden van Mn2+-ionen.
Hier verliezen leerlingen punten
- Schrijf het verschil tussen de twee ketens concreet op, met de plaats en het aminozuur erbij, anders ontbreekt het eerste punt.
- Leg uit wat er met de restgroep gebeurt bij hogere pH, want alleen de naam van een aminozuur is niet genoeg.
- Trek aan het eind een duidelijke conclusie over welke keten meer Mn2+-ionen kan binden en waarom.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Om in een batterij zoveel mogelijk lading op te slaan in zo weinig mogelijk massa, worden batterijen ontworpen waarin zuurstof uit de lucht als oxidator optreedt. In zo’n batterij is dan alleen de reductor opgeslagen. De eigenschappen van de reductor bepalen dan in hoge mate de ladingsdichtheid. Ladingsdichtheid is gedefinieerd als de hoeveelheid lading per massa-eenheid. De aluminium-luchtbatterij is bijvoorbeeld al verkrijgbaar en veel onderzoek wordt verricht aan de lithium-luchtbatterij.
In figuur 1 is een lithium-luchtbatterij figuur 1 schematisch weergegeven. In deze opgave worden eerst de behuizing Li O 2 elektroden en dan het membraan besproken. membraan poreuze elektrode I de elektroden Op het grensvlak van het lithium en het membraan verloopt bij stroomlevering halfreactie 1. Li → Li + + e – (halfreactie 1)
Een onderzoeksgroep heeft voor de poreuze elektrode een elektrode-materiaal ontwikkeld op basis van een polymeer. In het materiaal zijn katalysatordeeltjes aanwezig, die de omzetting van zuurstof katalyseren. Bij deze omzetting wordt onder andere het O – -ion gevormd. 2 Dit ion is erg reactief en tast organische oplosmiddelen en membranen aan. Een van beide atomen in het O – -ion voldoet niet aan de oktetregel. 2
De katalysator die door de onderzoeksgroep werd gebruikt, is erg duur en door de vele bijreacties raakte het elektrodemateriaal snel beschadigd. Een andere onderzoeksgroep heeft een elektrodemateriaal ontwikkeld op basis van een eiwit. Dit materiaal bleek de genoemde nadelen minder te vertonen. De eerste stappen in de productie van dit materiaal waren globaal als volgt: – Het DNA van een virus wordt gemodificeerd. – Het virus produceert een eiwit. – Aan een oplossing van dit eiwit wordt in licht basisch milieu een oplossing met daarin Mn 2+ -ionen toegevoegd. De Mn 2+ -ionen binden aan de peptideketens door middel van ion-bindingen. De onderzoekers hebben de genetische code voor het eiwit veranderd met als doel dat de peptideketens meer Mn 2+ -ionen konden binden. Hieronder zijn met behulp van de 1-lettersymbolen van aminozuren de volgordes weergegeven van de aminozuureenheden in een deel van het oorspronkelijke eiwit en in een deel van het genetisch gemodificeerde eiwit. peptideketen A ~ADVYESALPDPAKAAFN~ peptideketen B ~ADVYESALPDPAEAAFE~
Leg uit welke peptideketen bij hogere pH het meest Mn 2+ -ionen kan binden: peptideketen A of peptideketen B.