06.09.2013 Views

Handboek - CLZ vaklokalen

Handboek - CLZ vaklokalen

Handboek - CLZ vaklokalen

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

Inhoudsopgave<br />

Inleiding Forensisch onderzoek 6<br />

De moord op T. Thijssen 6<br />

Werken in een groep 7<br />

Voorkennis en vaardigheden 8<br />

Opbouw van de module 9<br />

Doelstellingen van de module 9<br />

Dossier 10<br />

Het politiedossier T. Thijssen 13<br />

Beschrijving Plaats Delict 13<br />

Plaats delict detail 17<br />

Plaats delict overzicht 18<br />

Tekening autoCamping ‘de Heideroosjes’ 19<br />

Camping ‘de Heideroosjes’ 20<br />

Vingersporen 21<br />

Voetsporen 22<br />

Sporen op de huls en kogel 23<br />

Het schilderij 24<br />

Ondervraagden 25<br />

DNA profielen 30<br />

Vingerafdrukken 31<br />

Rapport Patholoog-anatoom 44<br />

Verklaring ondervraagden 48<br />

<strong>Handboek</strong> 1 Vingersporenonderzoek 55<br />

1.1 Vingerafdrukken zijn uniek 55<br />

1.2 Vingerafdrukken zichtbaar maken 56<br />

1.3 Classificatie en identificatie 57<br />

1.4 Dossier 61<br />

<strong>Handboek</strong> 2 Technisch ontwerpen 63<br />

2.1 Ontwerpen 63<br />

2.2 Ontwerpprobleem analyseren en beschrijven 64<br />

2.3 Programma van eisen opstellen 64<br />

2.4 (Deel)uitwerkingen bedenken 65<br />

2.5 Ontwerpvoorstel formuleren 65<br />

2.6 Proefontwerp realiseren 66<br />

2.7 Proefontwerp testen en evalueren 66<br />

2.8 Een technisch ontwerp zelf maken 66<br />

2.9 Dossier 68<br />

<strong>Handboek</strong> 3 Voetsporen 69<br />

3.1 Grondeigenschappen 69<br />

3.2 Lengte van de dader 74<br />

3.3 Dossier 75<br />

<strong>Handboek</strong> 4 Stofeigenschappen 76<br />

4.1 Zuivere stoffen en mengsels 76<br />

4.2 Eigenschappen van moleculen 77<br />

4.3 Apolair/polair? 78<br />

4.4 Oplosbaarheid van zouten 80


4.5 Het dossier 82<br />

<strong>Handboek</strong> 5 Chromatografie 84<br />

5.1 Gelijk of ongelijk? 84<br />

5.2 De stift en de cheque 84<br />

5.3 Chromatografie 85<br />

5.4 Dossier 89<br />

<strong>Handboek</strong> 6 Ballistiek 91<br />

6.1 Sporen van kogels 91<br />

6.2 Energie van een kogel 92<br />

6.3 Dossier 96<br />

<strong>Handboek</strong> 7 Bloedonderzoek 98<br />

7.1 Inleiding 98<br />

7.2 Luminol 98<br />

7.3 Dossier 101<br />

<strong>Handboek</strong> 8 Forensisch DNA-onderzoek 102<br />

8.1 Uit het proces-verbaal 102<br />

8.2 DNA 102<br />

8.3 DNA als bewijsmateriaal 106<br />

8.4 De techniek om een DNA-profiel te maken 106<br />

8.5 De PCR-techniek 107<br />

8.6 Het bepalen van het aantal herhalingen 110<br />

8.7 Een volledig DNA-profiel 112<br />

8.8 De DNA-databank en het vergelijken van<br />

profielen 113<br />

8.9 Berekende frequentie van een DNA-profiel 115<br />

8.10 Dossier 118<br />

9. Afsluiting 120<br />

URL-lijst 122


<strong>Handboek</strong>en


<strong>Handboek</strong> 1 Vingersporenonderzoek<br />

1.1 Vingerafdrukken zijn uniek<br />

Een op een voorwerp achtergelaten afdruk van een<br />

vinger heet een vingerafdruk. Vingerafdrukken blijven<br />

achter op alles wat je vastpakt: op de klink van de deur<br />

die je opent of op het glas waaruit je drinkt.<br />

Tijdens het vastpakken van een voorwerp breng je een<br />

laagje huidvet op het voorwerp over. Je kunt dat zien<br />

aan vingerafdrukken op een ruit of op een glimmend<br />

tafelblad. Hierdoor ontstaat er een soort stempel.<br />

Opdracht 5<br />

Je hebt hierboven gelezen dat een vingerafdruk kan<br />

ontstaan door middel van een laagje huidvet. Bedenk<br />

nog drie manieren waardoor vingerafdruk op<br />

voorwerpen achter kunnen blijven.<br />

De afdruk wordt veroorzaakt door de zogenaamde<br />

papillairlijnen. Dit zijn lijnvormige verhogingen van de<br />

huid (denk bijvoorbeeld aan dijken langs een rivier).<br />

Je vraagt je nu misschien af hoe een vingerafdruk<br />

ontstaat en hoe je die zichtbaar kunt maken. In de<br />

papillairlijnen bevinden zich heel veel poriën (kleine<br />

openingen), waardoor continu meer of minder<br />

transpiratievocht (zweet) naar buiten komt. Dit<br />

transpiratievocht verspreidt zich over de papillairlijnen<br />

en bestaat uit een mengsel van allerlei stoffen,<br />

waaronder vetten, zouten en vooral water. Het water<br />

verdampt, maar de vetten, zouten en andere stoffen<br />

blijven op (en ook tussen) de papillairlijnen achter.<br />

Wanneer je vingers nu in contact komen met een<br />

voorwerp, bijvoorbeeld als je het vastpakt, worden het<br />

transpiratievocht en vooral de niet verdampte stoffen,<br />

zoals vetten en zouten, daarop overgebracht. Zo<br />

ontstaat op het voorwerp een (meestal onzichtbare)<br />

vettige afdruk van het huidlijnenpatroon, de<br />

vingerafdruk. Deze vettige afdruk kun je met diverse<br />

poeders zichtbaar maken.<br />

De Engelse geleerde Sir Francis Galton bestudeerde aan<br />

het einde van de 19 de eeuw vingerafdrukken en kwam<br />

tot de conclusie dat vingerafdrukken per persoon uniek<br />

zijn. Zelfs eeneiige tweelingen hebben verschillende<br />

vingerafdrukken. De vorm van een vingerafdruk<br />

ontstaat in de 10 e week van de zwangerschap en blijft<br />

het hele mensenleven hetzelfde.


1.2 Vingerafdrukken zichtbaar<br />

maken<br />

De afdruk van een voet of schoenzool in aarde of<br />

sneeuw is meestal direct te zien. Met gips kun je<br />

hiervan direct een afdruk maken. Vingerafdrukken zijn<br />

echter meestal niet direct te zien. Je moet ze eerst<br />

zichtbaar maken. Dit kan op verschillende manieren.<br />

Opdracht 6<br />

Bekijk ►URL4. Beschrijf kort vier manieren waarop je<br />

vingerafdrukken zichtbaar kunt maken.<br />

Experiment 7: zelf vingerafdrukken zichtbaar maken<br />

In dit experiment ga je zelf proberen om<br />

vingerafdrukken zichtbaar te maken.<br />

Afhankelijk van het voorwerp dat je hebt gekregen, ga<br />

je bepalen welk poeder het meest geschikt is om te<br />

gebruiken.<br />

Benodigdheden<br />

Per groepje heb je het volgende nodig:<br />

• doekjes<br />

• twee stof/mondkapjes<br />

• pincet/handschoenen<br />

• make-up kwastje<br />

• twee voorwerpen (objectglaasje, glazuur, verf,<br />

zwart kunststof, wit kunststof of…..)<br />

• (zeer fijn) poeder.<br />

• Om te gebruiken als poeder heb je de keuze uit:<br />

• koolstofpoeder/grafiet<br />

• poedersuiker<br />

• aluminiumpoeder<br />

• talkpoeder<br />

• krijtpoeder<br />

• make-up poeder (blusher rouge).<br />

Uitvoering<br />

• Maak de twee voorwerpen goed schoon met een<br />

doekje en raak ze daarna niet meer met blote<br />

handen aan. Gebruik een pincet of handschoenen.<br />

• Zet met je duim een duidelijke afdruk op de<br />

voorwerpen.<br />

• Bedenk welk(e) poeder(s) je wilt gebruiken voor<br />

jouw voorwerp(en) om de vingerafdruk(ken)<br />

zichtbaar te maken. Als je een poeder hebt gekozen,<br />

bepaal je, eventueel aan de hand van de<br />

chemiekaarten, of het nodig is om een<br />

stof/mondkapje te gebruiken.<br />

• Dompel de kwast in het gekozen poeder en strijk<br />

héél voorzichtig met de kwast over de ondergrond


totdat de vingerafdruk goed zichtbaar is geworden.<br />

Ruim gemorst poeder direct op. Gebruik de loep om<br />

te bepalen of er genoeg detail in de vingerafdruk te<br />

zien is.<br />

Resultaat<br />

Welk poeder is nu het meest geschikt voor welk<br />

voorwerp? Verzamel de gegevens van de andere<br />

groepjes in je klas.<br />

Waar moeten poeder en voorwerp aan voldoen om een<br />

bruikbare combinatie op te leveren? Verwerk de<br />

gegevens en je analyse in jouw forensische<br />

onderzoeksdossier.<br />

1.3 Classificatie en identificatie<br />

De stelling dat vingerafdrukken uniek zijn, is empirisch<br />

bepaald. Dat wil zeggen dat deze stelling verkregen is<br />

uit experimenten of ervaring. In de meer dan 100 jaar<br />

dat vingerafdrukken onderzocht worden, zijn er nog<br />

nooit twee dezelfde vingerafdrukken van verschillende<br />

personen gevonden.<br />

In verschillende databanken over de gehele wereld<br />

zitten miljarden vingerafdrukken die allemaal<br />

verschillend zijn. Omdat vingerafdrukken uniek zijn,<br />

zijn ze uitermate geschikt voor identificatie van<br />

personen. Dit in tegenstelling tot kenmerken van<br />

personen die niet uniek zijn zoals de bloedgroep.<br />

Vraag 8<br />

Noem nog drie kenmerken die mensen met anderen<br />

gemeen kunnen hebben.<br />

Behalve dat vingerafdrukken per persoon uniek zijn,<br />

vond Galton nog drie redenen waarom vingerafdrukken<br />

goed gebruikt kunnen worden voor identificatie:<br />

• het lijnenpatroon van de vingerhuid blijft levenslang<br />

hetzelfde<br />

• de variatie in het aantal verschillende patronen is<br />

erg groot<br />

• vingerafdrukken kunnen geclassificeerd worden.<br />

Vraag 9<br />

Wat betekent classificeren?<br />

Maar wat maakt vingerafdrukken nu zo uniek? De<br />

verschillen tussen huidlijnenpatronen kun je<br />

beschrijven door ze in te delen bij een aantal<br />

hoofdgroepen. Deze hoofdgroepen kenmerken zich door<br />

verschillende globale figuren in het huidlijnenpatroon<br />

die hoofdpatronen heten.


Opdracht 10<br />

Bekijk het document op het vaklokaal ►scansvingerafdrukken.nl.pdf<br />

Teken en benoem drie hoofdpatronen.<br />

Naast het onderscheid in hoofdpatronen kun je<br />

onderscheid maken door te kijken naar details in het<br />

lijnenpatroon. Kenmerkende details heten typica,<br />

omdat deze typisch zijn voor het huidlijnenpatroon van<br />

de betreffende persoon.<br />

Kenmerkende details kunnen bijvoorbeeld punten zijn<br />

waar huidlijnen splitsen of stoppen.<br />

Opdracht 11<br />

Kijk in het vaklokaal naar het volgende document<br />

►scans-vingerafdrukken.nl.pdf<br />

Teken en benoem drie typica.<br />

De papillairlijnen van een vingerafdruk vormen dus<br />

figuren, waarvan de details uniek zijn. In een forensisch<br />

onderzoek kijk je bij het vergelijken van<br />

vingerafdrukken in de eerste plaats naar de<br />

hoofdgroepen. Vervolgens zoek je overeenkomende<br />

typica op overeenkomende onderlinge posities, de<br />

zogenaamde dactyloscopische punten. (Dactyloscopie<br />

komt uit het Grieks en betekent: kijken naar vingers.)<br />

Op basis van deze dactyloscopische punten vindt<br />

identificatie plaats. In een strafrechtelijk onderzoek<br />

neemt de recherche vingerafdrukken van alle tien de<br />

vingers van een verdachte. Vervolgens maakt de<br />

recherche hiervan inktafdrukken op papier en bergt<br />

deze, gesorteerd naar hand en vinger, op in het<br />

archief. Om een verdachte uit te sluiten of te koppelen<br />

aan een misdaad, vergelijkt men de afdrukken in het<br />

archief met een op de plaats delict gevonden afdruk.<br />

Bij dit vergelijken let de rechercheur dus op de<br />

aanwezigheid en de onderlinge posities van de<br />

verschillende typica. In Nederland eist de rechter dat<br />

er minimaal 12 punten van overeenkomst zijn.


Figuur 3: gedeelte van een vingerafdruk<br />

Vraag 12<br />

In figuur 3 is een vingerafdruk met 12 typica<br />

weergegeven. Benoem de 12 typica.<br />

Op zoek naar een match<br />

Als de PD vingerafdrukken heeft opgeleverd, moet er<br />

gezocht worden naar de persoon die ze heeft<br />

achtergelaten. Dit lijkt makkelijker dan het is. Als er<br />

twee vingerafdrukken vergeleken moeten worden, de<br />

gevonden vingerafdruk en een vingerafdruk uit een<br />

bestand, is dit nog wel mogelijk. Maar als een match<br />

(overeenkomst) gezocht moet worden tussen de<br />

gevonden afdruk en een databestand van een paar<br />

duizend personen, elk met 10 vingerafdrukken dan is<br />

dat onmogelijk. Ook een computer de plaatjes laten<br />

vergelijken is onmogelijk, omdat de plaatjes van twee<br />

vingerafdrukken van dezelfde vinger nooit identiek<br />

zullen zijn.<br />

In dat geval wordt van belang hoe de vingerafdrukken<br />

in de database worden opgeslagen en welke<br />

zoekprocedure wordt gehanteerd.<br />

Een mogelijkheid is om in de database niet de<br />

vingerafdruk zelf op te slaan maar de classificatiecode.<br />

Zoeken op code is veel simpeler dan het vergelijken van<br />

plaatjes. Maar is er een code te bedenken die net zo<br />

uniek is als de vingerafdruk zelf?<br />

Een antwoord is te geven met behulp van figuur 4.


Figuur 4: een vingerpatroon<br />

Ingetekend zijn een aantal dactyloscopische punten<br />

met de verbindingen tussen die punten. De kleur geeft<br />

het type aan. Bijvoorbeeld 3 delta’s, 4 bifurcaties, 6<br />

eindpunten. In totaal zijn er hier dus 13<br />

dactyloscopische punten getekend.<br />

De cijfers bij de verbindingen geeft aan hoeveel<br />

papillairlijnen er liggen tussen de twee betrokken<br />

typica.<br />

Het opslaan van deze patronen is natuurlijk op vele<br />

verschillende manieren mogelijk maar neemt veel<br />

minder ruimte in dan het digitaal opslaan van een<br />

plaatje.<br />

Opdracht 13<br />

In figuur 4 is te zien dat het aantal verbindingen sneller<br />

toeneemt dan het aantal punten.<br />

a. Teken 5 punten met hun verbindingen. Hoeveel zijn<br />

dit er?<br />

b. Hoeveel verbindingen zijn er bij N punten?<br />

c. Bereken met de formule bij b hoeveel verbindingen<br />

er bestaan bij 13 punten.<br />

Experiment 14: dactyloscopische punten<br />

In deze proef ga je op zoek naar de hoofdpatronen en<br />

typica (dactyloscopische punten) in de gevonden<br />

vingerafdrukken op de plaats delict. Je gaat daartoe de<br />

vingerafdruk beschrijven. Mocht je de vingerafdruk<br />

willen vergroten, gebruik dan een vergrootglas<br />

Benodigdheden<br />

• vergrootglas<br />

• de vingerafdrukkaarten van de verdachten<br />

• de vingerafdrukken gevonden op de PD.


4. Achtergrondinformatie: in het echt<br />

Wat je in experiment 14 gedaan hebt, is door<br />

forensische onderzoeksinstituten, zoals het NFI, op<br />

grote schaal gedaan met de vingerafdrukken van vele<br />

personen (meestal misdadigers). In grote digitale<br />

databanken zijn foto’s opgenomen van de<br />

vingerafdrukken die geclassificeerd zijn naar onder<br />

andere soort vinger en hoofdpatronen.<br />

Sinds 1990 werkt de Nederlandse Technische Recherche<br />

met Het Automatische VingerAfdrukkensysteem<br />

Nederlandse Kollectie (HAVANK). In deze zoekmachine<br />

staan twaalf miljoen dactysporen (vingersporen) van<br />

onopgeloste delicten, ongeïdentificeerde slachtoffers,<br />

Nederlanders die met de politie in aanraking zijn<br />

geweest, asielzoekers en internationale verdachten. De<br />

gevonden sporen worden geanalyseerd op basis van<br />

enkele kenmerken, zoals van welke hand en vinger het<br />

vingerspoor afkomstig is en wat het typerende patroon<br />

is. Vervolgens scant een specialist de vingerafdruk op<br />

twaalf dactyloscopische punten en deze punten worden<br />

ingevoerd in het HAVANK. Deze punten worden met<br />

elkaar verbonden, waardoor een soort sterrenbeeld<br />

ontstaat. De vorm van dat sterrenbeeld wordt gebruikt<br />

voor het doorzoeken van de database.<br />

Uitvoering<br />

In deze opdracht moet je de zeven vingersporen<br />

gevonden op de PD vergelijken met de 120<br />

vingerafdrukken van de verdachten. Bepreek met je<br />

klas hoe je dit het effectiefst en snelst kunt doen. De<br />

onderstaande punten kunnen als leidraad dienen.<br />

• Beschrijf de hoofdpatronen van de huidlijnen van de<br />

vingersporen VINGER01 tot VINGER07.<br />

• Bedenk of het vingerspoor afkomstig zou kunnen zijn<br />

van een bepaalde vinger. Waaraan zou je dit kunnen<br />

zien?<br />

• Probeer 12 typica (dactyloscopische punten) te<br />

vinden en markeer ze met een puntje en een<br />

nummertje van 1 tot 12.<br />

• Maak een patroon op de wijze van figuur 4.<br />

• Ga na hoe nu de vingerafdrukken moeten worden<br />

vergeleken met de database.<br />

1.4 Dossier<br />

In deze paragraaf heb je geleerd dat vingerafdrukken<br />

uniek zijn voor ieder mens en dat ze bovendien<br />

onveranderlijk zijn. Beide eigenschappen zorgen er<br />

voor dat vingerafdrukken erg geschikt zijn voor<br />

identificatie.


Je hebt vingerafdrukken geclassificeerd en geleerd<br />

welke hoofdpatronen en typica er zijn.<br />

Je hebt de vingersporen van de PD geclassificeerd en<br />

vergeleken met die van de verdachten. Misschien heb<br />

je wel een of meerdere ‘matches’ gevonden.<br />

Maar wat betekent het verder?<br />

• Betekent dit dat deze verdachte de moordenaar is?<br />

• Is dit genoeg om deze verdachte te veroordelen voor<br />

de gepleegde moord?<br />

• Op welke manier draagt deze kennis bij aan het<br />

oplossen van de gepleegde moord en het veroordeeld<br />

krijgen van de dader?<br />

Opdracht 15: dossier<br />

Schrijf in je dossier een korte verhandeling, van<br />

ongeveer 250 woorden, waarin je ingaat op deze<br />

punten en waarbij je de relevantie van dit<br />

bewijsmateriaal bespreekt.


<strong>Handboek</strong> 3 Voetsporen<br />

Figuur 7: Japans sterrenzand<br />

(boven), glauconietzand (midden) en<br />

obsidiaanzand (onder)<br />

3.1 Grondeigenschappen<br />

De ene grond is de andere niet. Gelukkig maar, want<br />

verschillende grondsoorten creëren diversiteit in het<br />

planten- en dierenrijk. De ene plant groeit liever op<br />

een zure bodem, de andere op een voedselarme<br />

zandgrond. Er zijn ook plantjes die op sterk<br />

verontreinigde bodems kunnen groeien.<br />

Verschillen in grondsoorten kunnen ook gebruikt<br />

worden in het forensisch onderzoek. Komt de grond<br />

onder de zolen van de verdachte overeen met die van<br />

de PD? En is de grond onder de zolen van het<br />

slachtoffer gelijk aan die van de PD? Wanneer er een<br />

andere grondsoort onder zijn zolen wordt gevonden, is<br />

het waarschijnlijk dat het slachtoffer gedumpt is.<br />

Hoe kun je onderscheid maken tussen verschillende<br />

grondsoorten? In dit handboek zullen we de volgende<br />

methodes toelichten en uitvoeren: pH, geleidbaarheid,<br />

waterabsorberend vermogen en uiterlijke kenmerken<br />

onder een vergrootglas.<br />

In de figuren aan de linkerkant zie je vergrotingen van<br />

speciale grondsoorten. De bovenste is het Japans<br />

sterrenzand, waarvan de grootste skeletjes een<br />

doorsnede van ca. 2 mm hebben. De middelste foto is<br />

glauconietzand uit een grondboring in Nederland. En de<br />

laatste foto is het obsidiaanzand uit Punaluu (Hawaii)<br />

met een korrelgrootte van ca. 0,5-1,0 mm. Zand<br />

meenemen van dit strand is verboden. Volgens een<br />

lokale legende is degene die dit wel doet vervloekt<br />

totdat hij al het zand weer terugbrengt - tot op de<br />

laatste korrel.<br />

Op de uiterlijke kenmerken kan er onderscheid worden<br />

gemaakt tussen de zandsoorten. Maar dit is niet altijd<br />

even gemakkelijk. Om de verschillen tussen<br />

grondsoorten te belichten, moeten we eerst weten wat<br />

grond precies is.<br />

Grond bestaat uit kleine korreltjes steen, mineralen en<br />

organisch materiaal. De verhouding tussen deze<br />

componenten en de afkomst maakt dat iedere<br />

grondsoort uniek is en dus ook unieke eigenschappen<br />

bezit. De componenten bepalen onder andere de pH,


geleidbaarheid, waterabsorberend vermogen en het<br />

uiterlijk ( zoals kleur, structuur, korrelgrootte) van de<br />

grond.<br />

De grond op een bepaalde plek kan ook veranderen. De<br />

grond van een rivierbedding verandert van maand tot<br />

maand door de fluctuerende waterniveaus.<br />

Soortelijke geleidbaarheid<br />

De geleidbaarheid G van een bepaalde grondlaag geeft<br />

aan hoe goed die laag elektriciteit kan geleiden. Het is<br />

dus in feite het omgekeerde van de elektrische<br />

weerstand R (in Ω):<br />

G<br />

R<br />

1<br />

=<br />

G moet dan ook worden uitgedrukt in Ω -1 . Deze eenheid<br />

heeft de naam Siemens (S) gekregen.<br />

(1)<br />

De lading stroomt makkelijker door een grondlaag<br />

naarmate de doorsnede A ( in m 2 ) groter is en<br />

moeilijker naarmate de stroomweg l (in m) langer is.<br />

Voor de geleidbaarheid G geldt dus G~A en G~1/l<br />

Dus:<br />

A<br />

G = σ<br />

l<br />

De evenredigheidsconstante σ is een stofeigenschap en<br />

wordt de soortelijke geleidbaarheid genoemd. Deze<br />

grootheid geeft dus aan wat de geleidbaarheid is van<br />

een hoeveelheid grond met een doorsnede van 1 m 2 en<br />

een lengte van 1 m.<br />

Opdracht 18<br />

Leid af dat de eenheid van σ de S/m is.<br />

Bij forensisch onderzoek zijn we niet zozeer<br />

geïnteresseerd in de eigenschappen van een grondlaag,<br />

maar meer in de eigenschappen van de grond zelf. Dus<br />

σ is interessanter dan G.<br />

Zoutconcentratie en pH hebben veel invloed op σ. Dus<br />

de soortelijke geleidbaarheid van de grond onder de<br />

zolen van Thijssen kan een aanwijzing bevatten over de<br />

grondsoort waar hij het laatst over heeft gelopen.<br />

Zoutconcentratie<br />

Ionen maken de grond geleidbaar. De geleidbaarheid is<br />

dus een maat voor de hoeveelheid ionen in de grond.<br />

(2)


Figuur 8: proefopstelling<br />

Zouten bepalen grotendeels de geleidbaarheid van een<br />

bodem.<br />

De geleidelijke toename van het zoutgehalte in bodem<br />

wordt verzilting genoemd. Verzilting kan ontstaan door<br />

verdamping van water uit de bodem, waardoor het zout<br />

achterblijft en toeneemt in concentratie. Dit gaat vaak<br />

gepaard met slechte drainage en droog weer. Een<br />

voorbeeld hiervan is de grond rondom de Dode Zee.<br />

Binnen een aantal decennia zal de Dode Zee zijn<br />

verdwenen door toenemende verdamping. Dit gaat<br />

gepaard met afnemende wateraanvoer via rivieren naar<br />

de Dode Zee vanwege stijgend watergebruik door<br />

mensen.<br />

De geleidbaarheid wordt niet alleen bepaald voor de<br />

concentratie zoutionen. OH - en H + ionen kunnen de<br />

geleidbaarheid ook doen toenemen. Een bodem kan een<br />

lage zoutconcentratie hebben, maar een hoge<br />

geleidbaarheid door een lage pH.<br />

Opdracht 19<br />

Bekijk de proefopstelling in figuur 8.<br />

Twee elektroden met afmetingen van 3 bij 4 cm steken<br />

in een bakje met rivierzand dat is vervuild. De<br />

elektroden staan op 10 cm van elkaar.<br />

Men zet 5,0 V over het bakje en de stroom wordt<br />

gemeten. Er blijkt een stroom van 3,0 mA lopen.<br />

Neem aan dat de stroom alleen loopt tussen de twee<br />

elektroden en homogeen verdeeld is over de grond<br />

tussen de elektroden.<br />

a. Bereken de geleidbaarheid van deze opstelling<br />

b. Bereken de soortelijke geleidbaarheid van dit<br />

rivierzand.<br />

pH<br />

De pH is een maat voor de zuurtegraad. Citroensap is<br />

zuurder dan water. Citroensap heeft daardoor een<br />

lagere pH dan water. Een oplossing met een pH lager<br />

dan 7 wordt een zure oplossing genoemd. Is de pH<br />

hoger dan 7, dan is de oplossing basisch. Wanneer de<br />

oplossing gelijk is aan 7, wordt deze pH neutraal<br />

genoemd.<br />

Grond met een grote hoeveelheid organisch materiaal is<br />

doorgaans zuurder dan grond zonder organisch<br />

materiaal. Veengrond bijvoorbeeld bevat een grote<br />

hoeveelheid organisch materiaal en heeft een lage pH.<br />

Veen bestaat uit een natte hoeveelheid dood<br />

plantenmateriaal. Door de grote hoeveelheid water in


Figuur 9: Het meisje van Yde<br />

Door een zuurstofarme en zure<br />

omgeving van veen blijven lichamen<br />

soms jarenlang goed geconserveerd.<br />

Een van de bekende veenlijken is die<br />

van ‘het meisje van Yde’, dat op 12<br />

mei 1897 uit het Stijfsteen tussen<br />

Yde en Vries werd opgegraven. Uit<br />

14 C-datering blijkt dat zij tussen 54<br />

v. Chr. En 128 n. CHr. is gestorven.<br />

Zij was op dat moment 1,40 m groot<br />

en ongeveer 16 jaar oud.<br />

veen, ontstaat er een zuurstofarme omgeving waarin de<br />

bacteriën de plantenresten zuurstofarm (anaëroob)<br />

verteren. Hierbij komen onder andere zuren vrij.<br />

Sommige mineralen kunnen de pH van de grond ook<br />

beïnvloeden, wanneer ze in water oplossen. Kalk<br />

(CaCO3) bijvoorbeeld reageert met water (H2O) tot<br />

HCO3 - en OH - ionen, die de bodem meer basisch maken.<br />

Waterabsorberend vermogen<br />

Het waterabsorberende vermogen verschilt per<br />

grondsoort. Globaal gezien heeft grond, bestaande uit<br />

kleine deeltjes zoals kleideeltjes een groot<br />

waterabsorberend vermogen. Zand bestaat uit grotere<br />

korrels en houdt minder water vast dan klei. De<br />

chemische samenstelling van de gronddeeltjes speelt<br />

ook een rol. Kleideeltjes bijvoorbeeld zijn geladen en<br />

‘trekken’ hierdoor gemakkelijker water aan. Grotere<br />

hoeveelheden organisch materiaal verhogen het<br />

waterabsorberende vermogen.<br />

Kleur<br />

De kleur van de grond wordt bepaald door zijn<br />

compositie. Organisch materiaal maakt de grond<br />

donkerder. Mineralen kunnen de grond ook een kleur<br />

meegeven. IJzerionen maken de grond roder, zoals de<br />

Uluru berg in Australië.


Figuur 10: Uluru berg in Australië<br />

Experiment 20: gedumpt?<br />

In het volgende experiment ga je onderzoeken of de<br />

verdachte op de PD is geweest.<br />

Het lichaam van Theo Thijssen kan ook gedumpt zijn.<br />

Komt de grond onder zijn zolen overeen met die van de<br />

PD?<br />

Benodigdheden<br />

• 100 g van de grondmonsters van de voetzolen,<br />

afkomstig van de verdachten (BODEM01 tot<br />

BODEM10).<br />

• 100 g van het grondmonster van de PD (BODEM11)<br />

• pH-meter<br />

• opstelling om de geleidbaarheid te meten<br />

• vergrootglas<br />

• 100 mL maatcilinder<br />

• filtreerpapier ( met een diameter van 12.5 cm)<br />

• gedestilleerd water in bekerglas<br />

• 250 mL bekerglazen<br />

• 400 mL bekerglas<br />

• 50 mL bekerglas voor gedestilleerd water<br />

• lepels<br />

• trechters<br />

• weegschaal en papier voor het afwegen.<br />

Uitvoering<br />

a. Bespreek met de klas hoe de grondmonsters<br />

verdeeld gaan worden, zodat niet iedereen tien<br />

monsters moet analyseren. Zet de resultaten in de<br />

tabel in figuur 11<br />

b. Label een 250 mL bekerglas met jouw grondmonster<br />

(BODEMX).<br />

c. Weeg 50 g van het bodemmonster af en breng de<br />

grond over in het 250 mL bekerglas.<br />

d. Meet 100 mL gedestilleerd water af in de<br />

maatcilinder en giet het bij de grond.<br />

e. Roer het mengsel goed door met een lepel. Roer<br />

elke drie minuten voor totaal 15 minuten.


BODEM X pH<br />

BODEM01<br />

BODEM02<br />

BODEM03<br />

BODEM04<br />

BODEM05<br />

BODEM06<br />

BODEM07<br />

BODEM08<br />

BODEM09<br />

BODEM10<br />

BODEM11 (PD)<br />

Figuur 11: resultaten grondonderzoek<br />

f. Laat het mengsel 5 minuten bezinken. Was de lepel<br />

met gedestilleerd water om contaminatie met<br />

andere grondmonsters te voorkomen.<br />

g. Meet de pH van het grondmonster, vraag de leraar<br />

voor hulp indien nodig.<br />

h. Meet de geleidbaarheid van het grondmonster,<br />

vraag de leraar voor hulp indien nodig.<br />

j. Hoe ziet het droge grondmonster eruit onder het<br />

vergrootglas. Maak een schets van de<br />

grondstructuur.<br />

i. Bepaal het waterabsorberend vermogen van de<br />

grond als volgt: vouw het filter in de trechter en<br />

breng 50 g van het droge grondmonster over in het<br />

filter. Vraag een medeleerling om de trechter boven<br />

een 400 mL bekerglas te houden. Meet 100 mL<br />

gedestilleerd water af in een maatcilinder en giet<br />

het water in de trechter. Laat de trechter voor 60<br />

seconden uitdruppelen. Giet het water in het 400<br />

mL bekerglas terug in de maatcilinder. Bepaal de<br />

hoeveelheid water die door de grond is<br />

geabsorbeerd.<br />

Bron: No dumping Texas Instruments<br />

soortelijke<br />

geleidbaarheid<br />

(µS/cm)<br />

geabsorbeerd<br />

water (ml/50<br />

g)<br />

3.2 Lengte van de dader<br />

uiterlijk<br />

grond<br />

(beschrijving<br />

)<br />

Op de PD heeft de dader een voetspoor achtergelaten<br />

dat leidt naar Thijssens vakantiehuisje. In dit deel van<br />

het handboek ga je onderzoeken of er een relatie<br />

bestaat tussen de lengte van een persoon en de afstand<br />

tussen twee voetstappen.<br />

Experiment 21: voetsporen van de dader<br />

In dit experiment bepaal je de relatie tussen de lengte<br />

van een persoon en zijn voetstap. Hiervan maak je een<br />

ijkgrafiek.


Benodigdheden<br />

• meetlint<br />

• rechte loopafstand van minimaal 10 meter<br />

• een krijtje.<br />

Uitvoering<br />

• Analyseer de voetsporen van de dader. Zijn de<br />

voetstappen gemaakt terwijl een persoon aan het<br />

lopen of aan het rennen was?<br />

• Besluit met de klas op welke manier de<br />

proefpersonen moeten lopen (of rennen).<br />

• Hoeveel metingen ga je per proefpersoon verrichten?<br />

• Kies uit de klas personen met verschillende lengtes.<br />

• Wijs vervolgens twee personen aan; een die de<br />

krijtstrepen zet achter de hiel of voor de grote teen<br />

van de lopende persoon en de tweede persoon die de<br />

afstand tussen de krijtstrepen opmeet.<br />

• Neem een gemiddelde van de lengte van de<br />

voetstappen.<br />

• Maak klassikaal een ijkgrafiek aan de hand van de<br />

verkregen resultaten in relatie tot de lengte van de<br />

proefpersonen.<br />

Vragen<br />

a. Is er een lineair verband tussen de lichaamslengte<br />

en de voetstapafstand?<br />

b. Stel een vergelijking op aan de hand van dit<br />

verband. Maak de vergelijking in de vorm: voetstap<br />

afstand = (a)(lichaamslengte) + b.<br />

c. Bepaal de lengte van de dader aan de hand van de<br />

voetspoorafstand. Zijn er verdachten die afvallen?<br />

d. Denk je dat deze methode betrouwbaar genoeg is<br />

voor het bepalen van iemands lichaamslengte?<br />

Bron: Case1 Tracks of a Killer, Texas Instruments<br />

3.3 Dossier<br />

Opdracht 22: dossier<br />

Werk het dossier bij met de resultaten van je werk aan<br />

handboek 3. Kon je aan de hand van het<br />

grondonderzoek bepalen welke verdachten op de PD<br />

zijn geweest? Is Theo Thijssen zelf naar de plaats des<br />

onheils gelopen of is hij daar vanuit een auto gedumpt?<br />

Kon je aan de hand van de voetstappen bepalen welke<br />

verdachten mogelijkerwijs op de PD zijn geweest?


<strong>Handboek</strong> 4 Stofeigenschappen<br />

4.1 Zuivere stoffen en mengsels<br />

Op een plaats delict kunnen allerlei onbekende stoffen<br />

worden gevonden. Een technische rechercheur neemt<br />

er een monster van en stuurt het op naar het<br />

laboratorium. Daar worden de stoffen bekeken met<br />

ingewikkelde apparaten, waaruit vervolgens grafieken<br />

of getalletjes rollen. Een onderzoeker bekijkt de<br />

grafieken of getallen en kan vervolgens vertellen welke<br />

stof er op de plaats delict is aangetroffen.<br />

Hoe doet hij dat toch? Het is al moeilijk om suiker en<br />

zout van elkaar te onderscheiden. Hoe worden stoffen<br />

geïdentificeerd? Daarvoor moeten we ons eerst<br />

verdiepen in de eigenschappen van stoffen.<br />

Ieder zuivere stof heeft unieke eigenschappen, zoals<br />

smeltpunt, kookpunt en oplosbaarheid in bijvoorbeeld<br />

water. Water kookt bij 100 ºC en alcohol (ethanol) bij<br />

78 ºC. Deze twee stoffen zijn van elkaar te<br />

onderscheiden door het kookpunt van beide te meten.<br />

De combinatie van stofeigenschappen is voor elke stof<br />

uniek. Het is mogelijk dat van twee verschillende<br />

stoffen een aantal stofeigenschappen hetzelfde zijn.<br />

Zowel water als ethanol zijn vloeibaar bij<br />

kamertemperatuur en zijn beide kleurloos.<br />

Er zijn echter geen twee stoffen waarvan alle<br />

stofeigenschappen dezelfde zijn. Je kunt een zuivere<br />

stof dus altijd herkennen aan de stofeigenschappen.<br />

In de natuur en in het dagelijkse leven komen zuivere<br />

stoffen echter erg weinig voor. Meestal zijn stoffen<br />

gemengd met andere stoffen. Als een stof niet zuiver<br />

is, maar met minstens één andere stof gemengd is,<br />

spreek je van een mengsel. De verschillende stoffen in<br />

een mengsel noem je componenten.<br />

Een mengsel kun je scheiden in de afzonderlijke zuivere<br />

stoffen door gebruik te maken van de verschillen tussen<br />

stofeigenschappen van de componenten.<br />

Een mengsel van keukenzout en zand is bijvoorbeeld<br />

van elkaar te scheiden door het mengsel in water op te<br />

lossen. Keukenzout (NaCl) heeft als stofeigenschap dat<br />

het in water oplost, zand niet. Wanneer het mengsel<br />

van zout, zand en water door een filter wordt gegoten,<br />

blijft het zand in het filter achter. Door vervolgens te<br />

destilleren of in te dampen wordt het zout uit het<br />

water gehaald. Op deze manier wordt het mengsel<br />

gescheiden en kunnen beide stoffen individueel van<br />

elkaar worden geanalyseerd.


Vraag 23<br />

Hoe kun je snel vaststellen of een vaste stof zuiver is of<br />

een mengsel?<br />

Om de componenten van een mengsel te scheiden zijn<br />

allerlei methoden te gebruiken. Welke<br />

scheidingsmethode wordt gebruikt, is afhankelijk van<br />

de stofeigenschappen van de componenten in het te<br />

scheiden mengsel.<br />

24. Vragen<br />

24.1 Alcohol en water<br />

a. Met welke methode kun je een mengsel van alcohol<br />

en water scheiden?<br />

b. Op welke stofeigenschap berust deze methode?<br />

24.2 Keukenzout, jood en krijt<br />

a. Met welke methode kun je een mengsel van<br />

keukenzout, jood en krijt van elkaar kunnen scheiden?<br />

Kijk naar de verschillen in stofeigenschappen, voor het<br />

oplossen van deze vraag.<br />

b. Op welke stofeigenschappen berusten deze<br />

scheidingsmethoden?<br />

24.3 NaNO3 en CaCO3<br />

a. Hoe kun je een mengsel van de zouten NaNO3 en<br />

CaCO3 en water van elkaar scheiden?<br />

b. Op welke stofeigenschap berust deze methode?<br />

24.4 Groene kleurstof en water<br />

a. Met welke methode kun je een mengsel van een<br />

oplosbare groene kleurstof en water scheiden?<br />

b. Op welke stofeigenschap berust deze methode?<br />

24.5 Olie en water<br />

a. Met welke methode kun je een ‘mengsel’ van olie en<br />

water scheiden?<br />

b. Waar berust deze methode op?<br />

4.2 Eigenschappen van moleculen<br />

Ieder moleculair zuivere stof is verschillend doordat de<br />

moleculen waaruit de stof bestaat, van elkaar<br />

verschillen. Moleculen kunnen opgebouwd worden uit<br />

118 bouwstenen die we atomen noemen. Deze atomen<br />

zijn gerangschikt in het ‘periodiek systeem der<br />

elementen’ en gesorteerd op hun massa. Het atoom<br />

waterstof (H) staat op de eerste plaats in het periodiek<br />

systeem en is daardoor het kleinste en het lichtste.<br />

Koolstof (C) staat op de 6 e plaats en is daardoor


zwaarder dan waterstof. Zuurstof (O) is weer wat<br />

zwaarder dan koolstof en staat op de 8 e plaats.<br />

Zuurstof, koolstof en waterstof kunnen samen<br />

bijvoorbeeld het molecuul ethanol (CH3-CH2-OH)<br />

maken, maar ook het molecuul methanol (CH3-OH).<br />

Omdat ethanol een extra CH2-groep heeft, is het<br />

zwaarder dan methanol. De vanderwaalsbindingen (dit<br />

is de aantrekkingskracht tussen moleculen) in stoffen<br />

met een lage molecuulmassa zijn minder sterk dan die<br />

in stoffen met een hoge molecuulmassa. Het kost<br />

daardoor minder energie om een methanolmolecuul te<br />

laten verdampen dan dat dat kost bij een<br />

ethanolmolecuul. Het kookpunt van (het lichtere)<br />

methanol is dus lager dan dat van (het zwaardere)<br />

ethanol. Het gewicht van een molecuul kan dus<br />

gebruikt worden om stoffen te scheiden. Deze<br />

eigenschap wordt voornamelijk gebruikt voor het<br />

identificeren van moleculen voor forensisch onderzoek.<br />

25 Opdrachten<br />

25.1 Periodiek systeem der elementen<br />

Zoek het periodiek systeem der elementen op in je<br />

binas. Bereken de molecuulmassa van ethanol en<br />

methanol.<br />

25.2 Ethanol en methanol scheiden<br />

Zoek op hoe chemici in het laboratorium een mengsel<br />

van ethanol en methanol scheiden. Welk glaswerk<br />

gebruiken ze hiervoor?<br />

4.3 Apolair/polair?<br />

Zuurstof (O2) is zwaarder dan water (H2O). Hoe komt<br />

het dan dat zuurstof bij kamertemperatuur een gas is,<br />

terwijl water bij dezelfde temperatuur een vloeistof is?<br />

Dit heeft alles met waterstofbruggen te maken. Een<br />

waterstofbrug is een soort ‘brug’, een aantrekkende<br />

kracht, tussen een zuurstofatoom van het ene<br />

watermolecuul en het waterstofatoom van het andere<br />

watermolecuul, zie figuur 12. Hoe kunnen deze twee<br />

atomen elkaar aantrekken?<br />

In een watermolecuul (H-O-H, ook wel H2O) bevinden<br />

zich twee waterstofatomen die enigszins positief<br />

geladen zijn. Het zuurstofatoom in het midden is een<br />

beetje negatief geladen. In vloeibaar water hebben alle<br />

watermoleculen contact met elkaar. Het licht positief<br />

geladen waterstofatoom in het ene watermolecuul<br />

trekt het licht negatief geladen zuurstofatoom van het<br />

andere watermolecuul aan (H-0…H-O). In water


Figuur 12: een waterstofbrug<br />

hebben alle watermoleculen op die manier interactie<br />

met elkaar.<br />

Sommige stoffen lossen op in water, andere stoffen<br />

niet. Waardoor komt dit? Ethanol (CH3-CH2-OH) lost op<br />

in water, als je een biertje inschenkt zie je geen<br />

scheiding van ethanol en water ontstaan. Ether<br />

(CH3CH2-O-CH2CH3) lost slecht in water op, terwijl het<br />

moleculair gezien lijkt op ethanol: dezelfde CH3-CH2-<br />

groep(en) en een O atoom. Hoe kan dit, waardoor is de<br />

ene stof slecht oplosbaar in water, terwijl de andere<br />

juist goed oplost? De oplosbaarheid in water heeft ook<br />

hier te maken met waterstofbruggen. Ethanol (CH3-CH2-<br />

OH) heeft namelijk een OH-groep, waardoor het een<br />

waterstofbrug kan vormen met een watermolecuul.<br />

Nu vraag je jezelf misschien af: in het ethermolecuul<br />

zitten ook waterstof- en zuurstofatomen, waarom kan<br />

dat molecuul dan nauwelijks waterstofbruggen vormen?<br />

Ether (CH3CH2-O-CH2CH3) is slecht oplosbaar in water<br />

omdat zijn waterstofatomen verbonden zijn aan een<br />

koolstofatoom (de CH2 en CH3 groepen). De<br />

waterstofatomen in water zijn speciaal, omdat ze<br />

verbonden zijn aan een zuurstofatoom. Het<br />

zuurstofatoom ‘zuigt’ namelijk erg hard aan het<br />

waterstofatoom. Door deze zuigende kracht wordt het<br />

elektron van het waterstofatoom een beetje naar het<br />

zuurstofatoom gezogen. Elektronen zijn negatief<br />

geladen. De zuigende kracht zorgt ervoor dat het<br />

zuurstofatoom een beetje meer negatieve lading krijgt<br />

en het waterstofatoom een beetje minder. Hierdoor<br />

wordt het zuurstofatoom meer negatief geladen en het<br />

wateratoom meer positief geladen. Positief en negatief<br />

trekken elkaar aan en er ontstaat een waterstofbrug.<br />

In het geval van het ethermolecuul zijn de<br />

waterstofatomen verbonden aan een koolstofatoom.<br />

Het koolstofatoom is geen goede ‘zuiger’, hij trekt de<br />

elektronen van het waterstofatoom niet sterk aan.<br />

Hierdoor is het waterstofatoom verbonden aan een<br />

koolstofatoom (H-C) minder positief geladen dan het<br />

waterstofatoom die verbonden is aan een sterk zuigend<br />

zuurstofatoom (H-O). Voor het vormen van<br />

waterstofbruggen heb je die licht positief geladen<br />

waterstofmoleculen wel nodig. Ether kan dus geen<br />

waterstofbruggen vormen, vandaar dat het slecht in<br />

water oplost.


4.4 Oplosbaarheid van zouten<br />

Wanneer je een beetje keukenzout (NaCl) in een glas<br />

water strooit en roert, zie je dat het zout na een tijdje<br />

is verdwenen. Het keukenzout is opgelost. Sommige<br />

zouten kunnen echter niet oplossen, zoals kalk<br />

(CaCO3). Hoe kan dit, wat zijn zouten precies?<br />

Zouten zijn combinaties van metaalionen en nietmetaalionen.<br />

Een eenvoudig voorbeeld is NaCl. Dit zout<br />

bestaat uit het metaalion Na+ en het niet-metaalion Cl-<br />

. Het chloordeeltje heeft daarbij een elektron<br />

opgenomen en het natriumdeeltje een elektron<br />

afgestaan.<br />

Een ingewikkelder zout is bijvoorbeeld<br />

Ca10(PO4)6(OH)2.<br />

Dit zout is onoplosbaar. Gelukkig maar want onze<br />

tanden en kiezen zijn ervan gemaakt. Dit zout bestaat<br />

uit metaalionen Ca2+ en niet-metaalionen PO43- en<br />

OH-. Zuren kunnen reageren met het OH- en kunnen<br />

hierdoor ons gebit aantasten. Deze zuren worden<br />

bijvoorbeeld gemaakt door bacteriën in je mond, die<br />

suiker omzetten in bepaalde zuren. Het drinken van<br />

zure dranken, zoals cola, tast het gebit ook aan. We<br />

kunnen ons gebit versterken met fluoriden. Die<br />

fluoriden gaan in de plaats van de OH--ionen zitten en<br />

zo worden tanden meer zuur bestendig:<br />

Ca10(PO4)6(F)2. Zouten kunnen alleen oplossen als de<br />

binding van de ionen met watermoleculen sterker is<br />

dan de binding tussen de ionen in het zout.<br />

Het binden van ionen aan watermoleculen noemen we<br />

hydratatie. Ionen zijn negatief of positief geladen en<br />

watermoleculen hebben een positieve en een negatieve<br />

kant.<br />

Opdracht 26<br />

Maak een schematische tekening van hydratatie van<br />

keukenzout. Geef Na + weer als een positief geladen<br />

bolletje, Cl - als een negatief geladen bolletje en water<br />

als een bolletje zuurstof waaraan twee<br />

waterstofmoleculen (onder de juiste hoek) zijn<br />

verbonden. Hoe positioneer je de watermoleculen?<br />

Oplossen is geen chemische reactie, want de<br />

watermoleculen verzamelen zich slechts rondom de<br />

ionen, ze reageren er niet mee. Daarom staat in<br />

reactievergelijkingen voor oplossen geen water, wel<br />

kun je aan de toevoeging (aq) zien dat het om een<br />

oplossing gaat.<br />

Voorbeeld, keukenzout lost op in water:


+ −<br />

NaCl(s) ⎯⎯⎯⎯→ Na (aq) + Cl (aq)<br />

Complexe ionen blijven intact dus:<br />

NaNO (s) ⎯⎯⎯⎯→ Na (aq) +NO (aq)<br />

en<br />

+ −<br />

3 3<br />

NH Cl(s) ⎯⎯⎯⎯→ NH (aq) + Cl (aq)<br />

+ −<br />

4 4<br />

Experiment 27: stoffenidentificatie<br />

Dit experiment ga je gebruiken om te oefenen in de<br />

aanpak van een natuurwetenschappelijk onderzoek. Bij<br />

deze aanpak zijn verschillende fases te onderscheiden.<br />

Zie kader met: fases van natuurwetenschappelijk<br />

onderzoek.<br />

Op het lichaam van Theo wordt een witachtig poeder<br />

gevonden. Het doel van dit experiment is de<br />

identificatie van dit witte poeder.<br />

De witte poeders, gemerkt als STOF01 tot STOF05,<br />

waren aangetroffen op de kleding van de verdachten.<br />

Een analist heeft jullie al een beetje geholpen en de<br />

stoffen 1 tot 5 geanalyseerd. De analist concludeerde<br />

dat:<br />

STOF01 is NaCl<br />

STOF02 is CaCO3 (krijt)<br />

STOF03 is Na2CO3 (soda)<br />

STOF04 is C6H12O6 (poedersuiker)<br />

STOF05 is NH4Cl (salmiak)<br />

De analist kon echter de onbekende stof op het lichaam<br />

van Theo niet identificeren. Hij vraagt daarbij jullie<br />

hulp.<br />

Opdracht<br />

Vergelijk de vijf gevonden stoffen (STOF01 tot en met<br />

STOF05) met de onbekende stof, aangetroffen op het<br />

lichaam van Theo Thijssen.<br />

Plan van aanpak<br />

Gebruik de fases van natuurwetenschappelijk<br />

onderzoek. Bedenk hoe je de vijf stoffen van elkaar zou<br />

kunnen onderscheiden. Stel een plan van aanpak op.<br />

Welke proeven ga je uitvoeren, welke materialen heb<br />

je daarvoor nodig? Maak hiervoor een beslisschema,<br />

waarin je stap voor stap tot de juiste stof komt.


Fases van natuurwetenschappelijk onderzoek<br />

Deze leer je nu hier. Je hebt het later nog vaker nodig en dan kun je het vinden<br />

bij het onderdeel technisch ontwerpen in de NLT toolbox voor leerlingen.<br />

Iedere fase bestaat uit een aantal stappen.<br />

Hieronder staan alleen de stappen aangegeven die voor het stoffenonderzoek van<br />

belang zijn.<br />

Fase 1 Oriëntatie<br />

Tijdens de oriëntatiefase<br />

1) kom je tot een beschrijving van het probleem of het vraagstuk<br />

2) formuleer je een hoofdvraag en splits je deze zo nodig uit in deelvragen<br />

3) formuleer je een hypothese (hier minder van toepassing)<br />

4) bedenk je globaal met wat voor soort onderzoek je de onderzoeksvraag gaat<br />

beantwoorden.<br />

De verschillende stappen van de oriëntatiefase houd je bij in het verslag voor je<br />

dossier.<br />

Fase 2 Planning<br />

Tijdens de planningsfase<br />

1) doe je een eerste verkenning van literatuur over je onderwerp, bestudeer je<br />

relevante theorie, beantwoord je gestelde voorbereidingsvragen en stel je<br />

eventueel op basis hiervan je hoofd- en deelvragen en/of je hypothese bij<br />

2) maak je een werkplan voor de experimenten die je gaat uitvoeren<br />

3) leg je de resultaten van oriëntatie en planning vast in een onderzoeksplan.<br />

Fase 3 Uitvoering<br />

Tijdens de uitvoeringsfase<br />

1) voer je het onderzoek uit volgens planning<br />

2) verwerk je je resultaten.<br />

Houd tijdens de uitvoeringsfase alle resultaten en ontwikkelingen bij in het<br />

verslag voor je dossier.<br />

Fase 4 Afronding<br />

Tijdens de afrondingsfase<br />

1) beantwoord je de gestelde onderzoeksvraag (je trekt dus een conclusie)<br />

2) evalueer je je onderzoek: hoe betrouwbaar zijn je uitkomsten.<br />

Verwerk dit alles in het verslag voor je dossier.<br />

4.5 Het dossier<br />

28. Opdrachten<br />

28.1 Verdachten<br />

In het experiment heb je bepaald welke stof er op het<br />

lichaam van Theo is aangetroffen. Welke personen<br />

worden hiermee verdacht? Betekent dit dat deze<br />

personen ook de moord hebben gepleegd?<br />

Vul het schema (figuur 1) uit het politiedossier aan.<br />

Schrijf op welke personen er nu extra verdacht zijn en<br />

beargumenteer dit.


28.2 Indicatie van stoffen<br />

In het experiment heb je van de onbekende stof slechts<br />

enkele eigenschappen onderzocht. Je kunt dit<br />

onderzoek echter niet voordragen aan de rechter. Hij<br />

zal zeggen dat er meerdere stoffen te vinden zijn met<br />

dezelfde eigenschappen. Zoek uit welke methodes<br />

forensisch onderzoekers gebruiken voor het aantonen<br />

van verschillende stoffen, waarbij ze wel met 100%<br />

zekerheid een stof kunnen identificeren. Voeg aan je<br />

dossier drie methodes toe die gebruikt kunnen worden<br />

om mogelijkerwijs de onbekende stof te identificeren.<br />

Geef een korte omschrijving van iedere methode.


<strong>Handboek</strong> 5 Chromatografie<br />

5.1 Gelijk of ongelijk?<br />

De cheque van 200.000 euro is geschreven met een<br />

zwarte stift. Er zijn verschillende zwarte stiften bij de<br />

kampeerbewoners aangetroffen. Hoe kan worden<br />

onderzocht met welke stift de cheque is beschreven?<br />

We moeten onderzoeken of de tekst op de plattegrond<br />

geschreven is met de gevonden stift.<br />

Onderzoek naar de samenstelling van de inkt kan een<br />

oplossing geven. Maar hoe doe je dat? Hoe vergelijk je<br />

de inkt op een papier met de inkt die nog in een stift<br />

zit?<br />

In deze paragraaf ga je kijken hoe je dit kunt doen door<br />

gebruik te maken van stofeigenschappen.<br />

5.2 De stift en de cheque<br />

Inkt is een mengsel van kleurstof(fen) en een<br />

‘oplosmiddel’. Hoewel inkt geen oplossing hoeft te zijn,<br />

zal het hier wel zo genoemd worden. (Als inkt geen<br />

oplossing is, wat is het dan wel?)<br />

Als je met inkt schrijft, breng je de (inkt)oplossing op<br />

het papier en daarna zal het oplosmiddel verdampen.<br />

De kleurstof of kleurstoffen blijven achter en hechten<br />

aan het papier (adsorptie). Om te kunnen achterhalen<br />

of de inkt van de geschreven tekst op de cheque<br />

overeenkomt met de inkt uit de stift, zul je de beide<br />

inkten moeten vergelijken. Je zult moeten bepalen of<br />

de samenstelling van de inkten dezelfde is. Anders<br />

gezegd: je zult moeten onderzoeken of de beide<br />

inktmengsels uit dezelfde componenten bestaan.<br />

Je kunt de beide inktmengsels alleen maar goed<br />

vergelijken als deze mengsels zich in dezelfde ‘vorm’<br />

bevinden. Bijvoorbeeld allebei opgelost in water of<br />

allebei gehecht aan (speciaal) papier. De inkt op de<br />

cheque zul je van het papier moeten verwijderen. Dit<br />

kun je doen door de inkt van het papier te extraheren<br />

met een geschikt oplosmiddel. Door de inkt uit de stift<br />

op te lossen in hetzelfde oplosmiddel (eventueel na<br />

verdampen van het oplosmiddel in de stift) kun je beide<br />

mengsels vergelijken. De inkten hebben dan beide<br />

immers dezelfde ‘vorm’.<br />

Om de samenstelling van de inkten goed te kunnen<br />

vergelijken, zul je de mengsels moeten scheiden. Na de<br />

scheiding van de mengsels zul je de verschillende<br />

componenten van de beide mengsels moeten<br />

vergelijken. Dit kan door gebruik te maken van het<br />

verschil in stofeigenschappen van de componenten. Een


in de scheikunde veel gebruikte methode om mengsels<br />

te scheiden is chromatografie. Na het scheiden van de<br />

stoffen kan de samenstelling van de mengsels bepaald<br />

of vergeleken worden.<br />

5.3 Chromatografie<br />

Chromatografie is een scheidingsmethode die gebruik<br />

maakt van meerdere stofeigenschappen. Er wordt dus<br />

bijvoorbeeld niet gescheiden op alleen het verschil in<br />

kookpunt. Bij chromatografie vindt scheiding plaats<br />

door deze eigenschap te combineren met een andere.<br />

Om andere combinaties van eigenschappen te<br />

gebruiken, zijn er verschillende uitvoeringsvormen van<br />

chromatografie.<br />

Twee voorbeelden van verschillende vormen van<br />

chromatografie zijn:<br />

• gaschromatografie<br />

• papierchromatografie.<br />

Hoewel het, praktisch gezien, zeer verschillende<br />

technieken zijn, hebben ze een aantal aspecten<br />

gemeen.<br />

Bij chromatografie is er altijd sprake van een<br />

zogenaamde mobiele fase en een stationaire fase. De<br />

naam zegt het al: de mobiele fase beweegt en de<br />

stationaire fase beweegt niet. Bij papierchromatografie<br />

is de stationaire fase (speciaal) papier. Het te scheiden<br />

mengsel wordt op het papier gebracht zoals<br />

weergegeven in figuur 13.<br />

beginsituatie eindsituatie<br />

beweging<br />

vloeistoffront<br />

Figuur 13: vorming van concentrische cirkels in een chromatogram.<br />

gescheiden<br />

stoffen<br />

In het midden van cirkelvormig chromatografiepapier<br />

zet je bijvoorbeeld een stip met een stift. De stoffen in<br />

de inkt zullen hechten aan het papier (adsorptie). Het<br />

aanhechtingsvermogen van de verschillende<br />

componenten zal echter verschillen. Dat wil zeggen dat<br />

de éne component beter aan het papier ‘plakt’ dan de


andere. Vervolgens druppel je langzaam een vloeistof<br />

op de stip. De vloeistof zal het papier intrekken en<br />

vanuit het midden van de cirkel naar buiten bewegen.<br />

Omdat deze vloeistof zich door het papier verplaatst en<br />

vanuit het midden naar buiten loopt, wordt deze ook<br />

wel de loopvloeistof genoemd.<br />

De loopvloeistof is zo gekozen dat (een deel van) de<br />

kleurstoffen (componenten) van de inkt hierin oplost en<br />

er door meegenomen wordt. De kleurstoffen bewegen<br />

dus mee van het midden van de cirkel naar buiten. Niet<br />

alle kleurstoffen zullen echter even goed oplossen in de<br />

loopvloeistof. Naarmate een kleurstof beter oplost, zal<br />

de loopvloeistof deze stof makkelijker meenemen.<br />

Deze kleurstof is dan verder naar buiten te zien.<br />

Het verschil in oplosbaarheid is echter niet de enige<br />

eigenschap waardoor scheiding plaats vindt. Er is ook<br />

nog het verschil in de mate van aanhechtingsvermogen<br />

van de componenten aan het papier. Hoe beter een<br />

component adsorbeert aan het papier, hoe moeilijker<br />

deze component meegenomen kan worden door de<br />

loopvloeistof. Het eindresultaat is een scheiding van de<br />

verschillende componenten in de inkt.<br />

Vraag 29<br />

a. Wat zijn bij papierchromatografie de stationaire en<br />

de mobiele fase?<br />

b. Wat kun je zeggen over de stofeigenschappen van de<br />

component in de buitenste ring van het<br />

chromatogram in figuur 13?<br />

c. Wat kun je zeggen over de stofeigenschappen van de<br />

component(en) in de binnenste ring van het<br />

chromatogram in figuur 13?<br />

Praktisch gezien is het handiger om<br />

papierchromatografie iets anders uit te voeren. In<br />

plaats van een cirkelvormig stuk papier gebruik je een<br />

rechthoekig stuk papier. (zie figuur 14).


Figuur 14: voorbeeld van een chromatogram<br />

Op de zogenaamde basislijn (een zelf getrokken, dunne<br />

potloodstreep) zet je een stip met de stift. Vervolgens<br />

zet je het papier rechtop in een bekerglas met daarin<br />

een laagje loopvloeistof. Hierbij is het van belang dat<br />

het papier in de loopvloeistof staat en dat de stip<br />

boven de vloeistof zit. Het papier zal nu de<br />

loopvloeistof ‘opzuigen’.<br />

Net als bij het cirkelvormige chromatogram zal de<br />

loopvloeistof de componenten van de inkt van de stip<br />

meenemen afhankelijk van hun oplosbaarheid en<br />

aanhechtingsvermogen. Zodra de mate van scheiding<br />

voldoende is (of in ieder geval voordat de loopvloeistof<br />

helemaal boven in het papier is), haal je het papier uit<br />

de loopvloeistof. Met een potloodstreepje geef je aan<br />

tot hoe ver het vloeistoffront (de vloeistof) is gekomen.<br />

Het resultaat is nu niet een chromatogram met<br />

concentrische cirkels maar met los van elkaar staande<br />

stippen. Door op deze manier van zowel de inkt op de<br />

cheque als van de inkt uit de gevonden stiften een<br />

chromatogram te maken, kun je beide mengsels<br />

vergelijken.<br />

Afhankelijk van het resultaat kun je een uitspraak doen<br />

over de vraag of de tekst op de cheque geschreven is<br />

(of kan zijn) met een van de gevonden stiften. Als<br />

namelijk de tekst op de cheque geschreven is met een<br />

van de gevonden stiften, dan zouden de beide<br />

chromatogrammen hetzelfde moeten zijn.<br />

Bij het vergelijken van twee verschillende<br />

chromatogrammen kan er een probleem optreden. Om


allerlei redenen kan het gebeuren dat de afstand die de<br />

loopvloeistof heeft afgelegd (de afstand tussen basislijn<br />

en vloeistoffront in figuur 14) bij twee verschillende<br />

chromatogrammen erg veel verschilt. In het ene geval<br />

kan deze 10,4 cm zijn terwijl in het andere<br />

chromatogram een afstand van 6,7 cm wordt gemeten.<br />

Het kan dan erg lastig worden om de beide<br />

chromatogrammen zo met het blote oog te vergelijken.<br />

Om twee verschillende chromatogrammen toch nog<br />

enigszins te kunnen vergelijken, kun je kijken naar de<br />

relatieve verplaatsing van elke component ten opzichte<br />

van de verplaatsing van het vloeistoffront. Deze<br />

relatieve verplaatsing wordt ook wel ‘rate of flow’<br />

genoemd met als symbool Rf.<br />

Vraag 30<br />

a. Hoe kun je voor elke component uitrekenen wat de<br />

Rf-waarde is?<br />

b. Wat kun je zeggen over het bereik van de Rf-waarde?<br />

c. Bereken de Rf-waarden van de bovenste drie<br />

componenten in het chromatogram van figuur 14.<br />

Het kunnen berekenen van een Rf-waarde geeft een<br />

gevoel van nauwkeurigheid die er helaas niet is. Hoewel<br />

het beter is om chromatogrammen te vergelijken op<br />

basis van deze Rf-waarden dan te vergelijken met het<br />

blote oog, is deze methode niet zo nauwkeurig als men<br />

graag zou willen. Door allerlei praktische<br />

omstandigheden (denk aan temperatuur,<br />

luchtvochtigheid, tocht, papiersoort, et cetera) kan de<br />

Rf-waarde variëren. Je zult dan ook niet snel een tabel<br />

met Rf-waarden tegenkomen in het Binas. Er zijn echter<br />

wel manieren om een chromatogram zo te maken dat<br />

je twee mengsels goed met elkaar kunt vergelijken.<br />

Experiment 31: papierchromatografie.<br />

In dit experiment ga je uitzoeken of de samenstelling<br />

van de inkt van de geschreven tekst op de cheque,<br />

overeen komt met een van de stiften die bij de<br />

verdachten zijn aangetroffen.<br />

Benodigdheden<br />

• twee bekerglazen<br />

• loopvloeistof<br />

• potlood<br />

• liniaal<br />

• strook chromatografiepapier, 12 cm breed<br />

• de cheque waarop het bedrag 200.000 euro staat<br />

geschreven<br />

• vijf verschillende zwarte stiften, gemerkt van<br />

STIFT01 tot STIFT05.


Uitvoering<br />

• Doe een laagje (± 0,5 cm) van de loopvloeistof in elk<br />

van de bekerglazen.<br />

• Knip twee stroken van het chromatografiepapier af,<br />

die in het bekerglas passen.<br />

• Zet met potlood en liniaal voorzichtig een dun<br />

streepje (± 1 cm hoog) op het papier.<br />

• Los de inkt waarmee op de cheque is geschreven<br />

weer op, door een druppeltje loopvloeistof op de<br />

inkt (gehecht aan de cheque) aan te brengen. Prik<br />

een beetje zodat de inkt heroplost en van het papier<br />

op te zuigen is.<br />

• Breng een druppeltje van het inktextract aan op het<br />

papier, midden op de basislijn. Probeer de druppel<br />

op het papier zo klein mogelijk te houden.<br />

• Zet op het andere papier een stip met de<br />

verschillende stiften naast elkaar op de<br />

potloodstreep, op een afstand van ongeveer 2 cm<br />

van elkaar.<br />

• Zet het ene papier in het ene bekerglas en het<br />

andere papier in het andere bekerglas. Wacht enige<br />

tijd totdat de vloeistoffronten hoog genoeg zijn. Of<br />

totdat de scheiding voldoende is en haal dan de<br />

chromatogrammen uit de bekerglazen.<br />

• Laat ze drogen.<br />

• Maak een tabel waarin van elke vlek de kleur en de<br />

Rf-waarde vermeld staat. Doe dit voor beide<br />

chromatogrammen.<br />

Resultaat<br />

Bepaal aan de hand van de gegevens in je tabel welke<br />

inkt(en) van de 5 verschillende stiften dezelfde<br />

samenstelling heeft/hebben als de inkt op de cheque.<br />

5.4 Dossier<br />

32. Opdrachten<br />

32.1 Chromatogram<br />

a. Verwerk de gegevens en chromatogrammen van<br />

experiment 31 in je forensisch onderzoeksdossier.<br />

b. Bedenk een manier waarop je een chromatogram<br />

kunt maken waarbij je de samenstelling van de<br />

beide inkten (nog) beter kunt vergelijken. Leg uit<br />

waarom je denkt dat de door jouw bedachte manier<br />

beter en/of betrouwbaarder is en maak het<br />

chromatogram.<br />

32.2 Dossier<br />

Probeer in je dossier ook de volgende vragen te<br />

beantwoorden:


• Hebben de inkt op de cheque en de inkt in de stift<br />

dezelfde samenstelling?<br />

• Is de tekst op de cheque geschreven met de<br />

gevonden stift?<br />

• Wat heeft de stift te maken met de moord? En wat is<br />

de rol van de cheque hierin?<br />

32.3 Dossier 2<br />

Verwerk eventueel nog andere voor jou relevante<br />

informatie uit deze paragraaf in je forensisch<br />

onderzoeksdossier.<br />

32.4 Gaschromatografie (facultatief en in overleg<br />

met de docent).<br />

Op ►URL5 vind je uitleg over hoe gaschromatografie<br />

werkt. Aan de hand van deze site en een werkblad te<br />

verkrijgen bij je docent ga je zelf uitzoeken hoe<br />

gaschromatografie werkt.


<strong>Handboek</strong> 6 Ballistiek<br />

Figuur 15: overzicht van een patroon<br />

Figuur 16: groeven en krassen op een kogel<br />

6.1 Sporen van kogels<br />

Bij het overhalen van de trekker slaat een slagpin tegen<br />

het slagvoetje (1) in de huls (3). Dit slagvoetje<br />

ontsteekt een slagas, waarna de slagas het kruit<br />

ontsteekt (2). Zie figuur 15.<br />

De slagas is een zeer explosief chemisch mengsel met<br />

loodazide, een stof die ontploft bij hevige trillingen. De<br />

ontploffing veroorzaakt een enorme druk in de huls, die<br />

ervoor zorgt dat de kogel (4) wordt afgeschoten. In de<br />

binnenkant van de loop van een vuurwapen zijn<br />

spiraalvormige groeven aangebracht. Deze groeven<br />

geven de kogel een draaiing mee, waardoor de kogel<br />

een stabiele kogelbaan aflegt.<br />

Een vuurwapen laat op afgeschoten kogels en<br />

kogelhulzen twee soorten sporen na; sporen die<br />

vertellen met wat voor soort wapen (bv. revolver,<br />

pistool of jachtgeweer) de kogel is afgeschoten en<br />

sporen die specifiek zijn voor één enkel wapen.<br />

De spiraal in de binnenkant van de loop, die de kogel<br />

zijn draaiing geeft, bestaat uit ‘trekken’ en ‘velden’.<br />

De trekken van een loop zijn de verdiepingen, de<br />

velden zijn de verhogingen. De binnenkant van een loop<br />

vertoont gemiddeld vier tot zes trekken en velden. Het<br />

patroon dat ze op een kogel achterlaten kan links- of<br />

rechtsdraaiend zijn. Iedere loop van een vuurwapen is<br />

verschillend door onder andere slijtageplekken.<br />

Hierdoor geeft ieder vuurwapen specifieke kenmerken<br />

aan een kogel mee. Dezelfde soort kogels, afkomstig<br />

van hetzelfde soort vuurwapen zien er op<br />

microscopische schaal toch anders uit. Deze kenmerken<br />

kunnen worden gebruikt om te bewijzen dat een kogel<br />

uit één specifiek vuurwapen komt.<br />

Ook de hulzen kunnen bewijzen dat een de kogel uit<br />

één specifiek vuurwapen komt. Revolvers werpen geen<br />

hulzen uit, dus als je op een PD hulzen vindt, heb je<br />

altijd te maken met een pistool of geweer.


De slagpin geeft een unieke afdruk op de huls. Ook<br />

maakt de hulsuitwerper een spoor aan de boven- en<br />

zijkant van een huls. De plaats waar dat spoor zich<br />

bevindt ten opzichte van de patroontrekkerhaak is<br />

hetzelfde voor eenzelfde type vuurwapen. Maar de<br />

vorm van deze kras is uniek voor één enkel vuurwapen.<br />

Om aan te tonen dat een kogel met het moordwapen is<br />

afgeschoten, worden de krassen dus vergeleken met de<br />

trekken en velden van het wapen, terwijl de afdrukken<br />

op de huls vergeleken worden met de slagpin en de<br />

patroontrekkerhaak van het wapen.<br />

6.2 Energie van een kogel<br />

Een kogel richt schade aan doordat hij energie heeft.<br />

Deze vorm van energie wordt bewegingsenergie of<br />

kinetische energie genoemd. Deze energie hangt alleen<br />

maar af van de snelheid van de kogel en de massa van<br />

de kogel. Het verband luidt:<br />

1<br />

Ekin mv<br />

2<br />

waarin<br />

2<br />

= (3)<br />

• Ekin = de kinetische energie in joule (J)<br />

• m = de massa in kilogram (kg)<br />

• v = de snelheid in meter per seconde (m/s)<br />

Vraag 33<br />

Voor kogels zoals aangetroffen in het lichaam van<br />

Thijssen geldt:<br />

• het is 40-punts ammunitie, dat wil zeggen de massa<br />

is 40 maal de standaardmassa van 64,8 mg,<br />

• na het verlaten van de loop hebben dit soort kogels<br />

een snelheid van 340 m/s.<br />

a. Bereken de kinetische energie van dit soort kogels.<br />

b. Als buskruit een verbrandingswaarde heeft van 40<br />

MJ/kg, hoeveel kruit is er dan minstens verbruikt?<br />

c. Waarom staat hier minstens?<br />

De energie is meegegeven door het pistool en ontstond<br />

uit de chemische energie van het kruit dat bij het<br />

schieten is gebruikt. Op het moment dat het kruit<br />

ontploft, vindt er een exotherme chemische reactie<br />

plaats waarbij de reactieproducten in gasvorm<br />

ontstaan. Hierbij ontstaat een hoge druk, waardoor er<br />

een kracht wordt uitgeoefend op de kogel. Deze kracht<br />

is veel groter dan de tegenwerkende kracht van de<br />

wrijving die de kogel in de loop ondervindt. De kogel<br />

ondervindt dus een resulterende kracht FR die naar


voren is gericht en die werkt zolang de kogel nog in de<br />

loop zit.<br />

De arbeid W (in J) die op de kogel door de kracht wordt<br />

verricht zorgt voor een toename van de kinetische<br />

energie. Er geldt:<br />

Δ E =− = WF= ΔFs<br />

Δ s (1J = 1 N x 1m) (4)<br />

kin lw R<br />

Hierbij is de arbeid gelijk aan de gemiddelde<br />

resulterende kracht (in N) vermenigvuldigd met het<br />

stukje weg Δs (in m) waarover de kracht werkt.<br />

Vraag 34<br />

Bereken de gemiddelde resulterende kracht op de kogel<br />

met behulp van de gegevens uit vraag 33. samen met<br />

het gegeven dat de loop een lengte heeft van 12 cm.<br />

Tijdens de vlucht ondervindt de kogel een<br />

wrijvingskracht door de lucht. Deze luchtwrijving zorgt<br />

ervoor dat de snelheid weer afneemt. Hier geldt dus<br />

dat de arbeid door de wrijvingskracht Flw (in N) de<br />

bewegingsenergie doet afnemen.<br />

Δ Ekin =−FlwΔ s<br />

(5)<br />

Het minteken geeft aan dat het hier gaat om een<br />

verlies van kinetische energie.<br />

Deze formule geeft de rechercheur een<br />

aanknopingspunt over de afstand waarover een kogel is<br />

afgeschoten. Uit de inslagdiepte van de kogel is vaak af<br />

te leiden wat de bewegingsenergie van de kogel was bij<br />

inslag. Deze kan worden vergeleken met de energie<br />

zoals berekend bij vraag 33. Het verschil moet<br />

verklaard worden door luchtwrijving. Over<br />

luchtwrijving is veel bekend. Dus kan via formule (5) de<br />

afstand Δs worden bepaald.<br />

Luchtwrijving die een kogel ondervindt hangt af van:<br />

• De snelheid van de kogel: als de kogel tweemaal zo<br />

snel gaat botst hij tweemaal zo hard én vinden er<br />

ook tweemaal zoveel botsingen plaats met de<br />

luchtmoleculen, dus Flw~v 2 .<br />

• Frontaal oppervlak (A) van de kogel: hoe groter de<br />

kogel hoe meer luchtweerstand, dus Flw~A.<br />

• De luchtdichtheid (ρ): Flw~ρ.<br />

• De vorm van het voorwerp. Hoe meer gestroomlijnd<br />

de kogel is hoe kleiner de luchtweerstand.<br />

Bij dit soort evenredigheden wordt de invloed van het<br />

materiaal of het voorwerp weerspiegeld in de<br />

evenredigheidsconstante.<br />

Er geldt:


1<br />

F c A v<br />

2<br />

2<br />

lw = w ρ<br />

(6)<br />

waarin<br />

• Flw = de luchtwrijwingskracht in Newton (N)<br />

• cw = de vormcoëfficiënt (zonder eenheid)<br />

• A = het frontaal oppervlak in vierkante meter (m 2 )<br />

• ρ = de dichtheid in kilogram per kubieke meter<br />

(kg/m 3 )<br />

• v = de snelheid in meter per seconde (m/s)<br />

De constante cw is de vormcoëfficiënt of<br />

stroomlijnfactor van de kogel.<br />

Hoe groter deze factor, hoe meer luchtweerstand.<br />

Vraag 35<br />

De volgende gegevens zijn beschikbaar:<br />

• diameter kogel = 2,15 mm<br />

• de stroomlijnfactor cw=0,295<br />

• de luchtdichtheid (ρ) is 1,3 kg/m 3<br />

• de massa van de kogel (m)= 2,592.10 -3 kg.<br />

a. Bereken de wrijvingskracht van de lucht op de kogel<br />

als deze een snelheid heeft van 340 m/s.<br />

b. Verandert de wrijvingskracht op de kogel als deze<br />

onderweg is naar zijn doel? Leg uit.<br />

c. We nemen aan dat over een meter afstand de<br />

snelheid niet merkbaar zal veranderen. De<br />

wrijvingskracht ontneemt de kogel nu<br />

bewegingsenergie. Bereken deze energie.<br />

d. Met hoeveel procent neemt de snelheid over de<br />

eerste meter af? Klopt de veronderstelling bij c?<br />

De inslagdiepte<br />

Als de kogel is ingeslagen is de bewegingsenergie<br />

gebruikt voor vervorming. Hoe groter de<br />

bewegingsenergie van de kogel, hoe groter de<br />

inslagdiepte. Maar hoe ligt het verband precies?<br />

Om hier enigszins grip op te krijgen, zijn experimenten<br />

nodig. Nu is schieten op een school niet toegestaan.<br />

Maar het gaat hier om energie en vervorming. Is aan de<br />

hand van de vervorming vast te stellen hoeveel energie<br />

er voor de vervorming nodig was?<br />

Experiment 36: vervorming<br />

Hoe hangt een vervorming af van de energie die bij het<br />

vervormingsproces is omgezet?


Figuur 17: vervorming<br />

Probeer het antwoord op deze vraag te vinden met een<br />

experiment waarbij lege colablikjes worden vervormd<br />

met een bekende hoeveelheid energie. Deze energie is<br />

namelijk afkomstig van een baksteen die op hoogte h<br />

wordt losgelaten boven het colablikje. Om te zorgen<br />

dat het experiment reproduceerbaar is, wordt gebruik<br />

gemaakt van een geleidingsbuis waarvoor een PVC-pijp<br />

dienst kan doen. De opstelling is in figuur 17 getekend.<br />

De energie van de baksteen is zwaarte-energie<br />

waarvoor geldt:<br />

Ez = mgh met g = 9,81 N/kg.<br />

De vervorming Δs kan worden gemeten door na te gaan<br />

hoeveel het blikje korter is geworden.<br />

De hypothese is dat om de eerste kreuk te veroorzaken<br />

een minimale hoeveelheid energie E0 nodig is en dat de<br />

resterende energie evenredig is met de vervorming Δs.<br />

In formule:<br />

Ebaksteen – E0 = cv·Δs<br />

Vraag<br />

In welke eenheid wordt cv uitgedrukt?<br />

Uitvoering<br />

• Laat in de opening van de buis de baksteen los<br />

(zonder beginsnelheid). Zorg wel dat er een<br />

beschermplaatje op de vloer ligt. Doe dat bij drie<br />

blikjes van dezelfde soort.<br />

• Herhaal dit experiment nog vijf keer, telkens met<br />

een andere valbuis en dus bij een andere hoogte h.<br />

Verslag<br />

Maak een grafiek, waarin je energie van de baksteen<br />

uitzet tegen de gemiddelde vervorming Δs van de<br />

blikjes.<br />

Bepaal mbv de grafiek de vervormingsconstante cv.<br />

Schotwonden<br />

Bij schotwonden is voor allerlei soorten ammunitie<br />

experimenteel het verband vastgesteld tussen de<br />

energie van de kogel bij inslag en de indringdiepte van<br />

de kogel. De situatie is vergelijkbaar met de vervorming<br />

van colablikjes. Alleen wordt hier voor het vervormde<br />

materiaal ballistische gel of gelatine gebruikt die<br />

ongeveer dezelfde remmende werking heeft op kogels<br />

als het weefsel van het menselijk lichaam.


Figuur 18:<br />

luchtbukskogel (boven)<br />

en revolverkogel(onder)<br />

Bij elk type kogel horen twee constantes: de initiële<br />

vervormingsenergie (E0) en de vervormingscontante (cv).<br />

Vraag 37<br />

In figuur 18 is een luchtbukskogeltje afgebeeld en een<br />

revolverkogel. Beide hebben ongeveer dezelfde<br />

diameter.<br />

a. Leg uit welke van de twee kogels de grootste initiële<br />

vervormingsenergie zal hebben en welke de grootste<br />

vervormingsconstante cv.<br />

b. Het luchtbukskogeltje heeft een massa van 0,7 g. De<br />

initiële vervormingsenergie van deze kogel voor de<br />

menselijke huid bedraagt 14,8 J. Bereken welke<br />

snelheid de kogel minstens moet hebben om het<br />

lichaam binnen te dringen.<br />

Vraag 38<br />

De kogels die gebruikt zijn bij de moord op Thijssen<br />

kenmerken zich door een initiële vervormingsenergie E0<br />

van 8,1 J, nodig om de huid binnen te dringen en<br />

vervolgens de vervormingsconstante van 8,3 J/cm .<br />

De kogel is bij Thijssen diep binnengedrongen: 17 cm.<br />

Het had niet veel gescheeld of de kogel was er aan de<br />

andere kant weer uitgekomen.<br />

a. Bereken de kinetische energie van de kogel bij<br />

binnendringen. Raadpleeg voor eventuele gegevens<br />

ook de vorige opgaven.<br />

b. Bereken de snelheid die de kogel moet hebben<br />

gehad bij binnendringen.<br />

c. Bereken hoever de kogel het lichaam was<br />

binnengedrongen als de kogel nog maar een snelheid<br />

van 200 m/s had gehad bij inslag op het lichaam.<br />

6.3 Dossier<br />

Vraag 39<br />

In het politierapport staat beschreven dat de kogel het<br />

lichaam van Theo op borsthoogte getroffen heeft en dat<br />

er twee voetsporen het bos inlopen. Een voetspoor is<br />

afkomstig van Theo. Het andere voetspoor loopt verder<br />

het bos in, richting de camping.<br />

De persoon van dit voetspoor lijkt op 2 meter van het<br />

lichaam van Theo stil te hebben gestaan, aangezien er<br />

twee naast elkaar staande voetafdrukken voor het<br />

lichaam zijn gevonden.<br />

a Op welke hoogte is de kogel waarschijnlijk<br />

afgeschoten? Waarom denk je dat?<br />

b Denk je dat de kogel van dichtbij of van veraf is<br />

afgeschoten? Betrek in je beschouwing de resultaten<br />

van het berekeningsprogramma en de uitkomsten<br />

van de vragen 33 t/m 38.


c Denk je dat de persoon van de onbekende<br />

voetsporen de dader zou kunnen zijn?<br />

40. Opdrachten<br />

40.1 Verband lengte persoon en schiethoogte<br />

Er is een verband tussen lengte van een persoon en de<br />

waarschijnlijke schiethoogte. Doe bij jezelf en je<br />

medeleerlingen enkele metingen om dit verband te<br />

vinden.<br />

40.2 Dossier<br />

Bespreek met elkaar welke resultaten van de<br />

verschillende opdrachten uit handboek 6 in het dossier<br />

moeten komen.<br />

Voeg de betrokken gegevens toe aan je dossier.


<strong>Handboek</strong> 7 Bloedonderzoek<br />

7.1 Inleiding<br />

Om vast te stellen of er bloedsporen aanwezig zijn op<br />

de plaats delict, test een forensische onderzoeker het<br />

materiaal met een aantoningsreactie die specifiek<br />

bloed kan aantonen. Het is natuurlijk wel van<br />

essentieel belang dat zulke aantoningsreacties alleen<br />

bloed aantonen en niet op bloed gelijkende substanties.<br />

In de komende lessen leer je hoe je zelf bloed kunt<br />

aantonen op bijvoorbeeld een kledingstuk.<br />

7.2 Luminol<br />

Er zijn situaties waarin men geen bloedsporen met het<br />

blote oog kan waarnemen en waarbij men toch het idee<br />

heeft dat er wel degelijk bloedsporen aanwezig moeten<br />

zijn (geweest). In een dergelijk situatie zou het heel<br />

mooi zijn als onzichtbare bloedsporen zichtbaar<br />

gemaakt zouden kunnen worden met een bepaalde stof<br />

die reageert op de aanwezigheid van bloed. Er bestaat<br />

inderdaad een reactie waarbij bloed functioneert als<br />

katalysator. Het gaat hierbij om de reactie tussen de<br />

stof luminol en de stof waterstofperoxide (H2O2) in een<br />

basisch milieu dus bijvoorbeeld in aanwezigheid van<br />

natronloog (NaOH). Bij deze reactie komt een prachtig<br />

mooi blauw licht vrij.<br />

Figuur 19: reactie van luminol (systematische naam 5-amino-1,2,3,4-tetrahydroftalazine-1,4-dion) met<br />

waterstofperoxide in basisch milieu. Met hν wordt een foton bedoeld. Een foton veroorzaakt een licht reactie.<br />

De reactie van luminol met waterstofperoxide in<br />

basisch milieu, zoals deze in figuur 19 is weergegeven,<br />

verloopt echter bijzonder traag. Gevolg is dat de<br />

blauwe kleur maar moeilijk te zien is. De katalyserende<br />

werking van bloed zorgt er voor dat de reactie<br />

aanzienlijk wordt versneld. Dat zou merkbare invloed<br />

moeten hebben op de effecten van de reactie. Een<br />

mengsel van luminol en waterstofperoxide vormt dus<br />

een reagens op bloed. Het mengsel reageert op de<br />

aanwezigheid van bloed en toont daarmee dat bloed


aan. De vraag is of het mengsel luminolwaterstofperoxide-NaOH<br />

ook een selectief reagens is.<br />

Het mengsel functioneert het mengsel ook als reagens<br />

bij:<br />

• micro-organismen (denk hierbij aan schimmels en<br />

bacteriën)<br />

• joodionen en chloorionen, bijvoorbeeld in<br />

schoonmaakmiddelen<br />

• formalineoplossing (ook wel 'sterk water' genoemd)<br />

• peroxidasen in planten zoals vooral in<br />

citrusvruchten, bananen, watermeloenen en talloze<br />

groentesoorten<br />

• een groot aantal verfsoorten.<br />

• roest<br />

Blauw licht is niet automatisch een bewijs voor de<br />

aanwezigheid van bloed. Maar mogelijk is er sprake van<br />

verschillen tussen de effecten van blauw-licht-reactie<br />

bij de verschillende oorzaken. Uit onderzoek is<br />

bijvoorbeeld gebleken dat valse positieve reacties<br />

veroorzaakt door bijvoorbeeld verfsoorten vaak<br />

onderscheidbaar zijn. Zij luminisceren meestal minder<br />

lang dan bloed en geven soms ook een wat andere<br />

kleur. De restanten van bleekmiddelen die hypochloriet<br />

bevatten (zoals bleekwater) ontleden binnen enkele<br />

dagen. Als het vermoeden bestaat dat een misdadiger<br />

heeft geprobeerd de bloedsporen met bleekwater weg<br />

te spoelen, dan kan de forensische onderzoeker<br />

besluiten de sporen enkele dagen te bewaren. De<br />

restanten van bleekmiddelen zijn dan verdwenen en<br />

beïnvloeden niet meer het resultaat van de<br />

luminolproef. De gevoeligheid van luminol voor bloed is<br />

zó hoog, dat het hoeveelheden bloed die voor het oog<br />

niet meer waarneembaar zijn, makkelijk kan aantonen,<br />

ook als op de plaats delict is schoongemaakt.<br />

Het maakt voor de blauwkleuring niet uit of er sprake is<br />

van bloed van een dier of van een mens.<br />

De blauwkleuring van luminol bij aanwezigheid van oud<br />

bloed is intensiever dan de blauwkleuring van luminol<br />

bij aanwezigheid van vers bloed.<br />

Een goede katalysator voor de genoemde reactie is een<br />

ijzerion. IJzerionen komen bijvoorbeeld voor in<br />

hemoglobine in rode bloedcellen. Luminol reageert dus<br />

eigenlijk alleen met de ijzeratomen in het bloed en<br />

geeft vergelijkbare resultaten bij een reactie met<br />

bijvoorbeeld roest. Luminol is dus wel een gevoelig<br />

reagens, maar mogelijk is het geen selectief reagens.<br />

Bij een positief resultaat moet het vermoeden van de<br />

aanwezigheid van bloedsporen in dat geval bevestigd


Figuur 20: structuurformule van<br />

tetrabase, een stof met de<br />

systematische naam N,N,N',N'tetramethyl-4,4'-diaminodifenylmethaan.<br />

worden met meer specifieke reagentia. Een daarvan is<br />

bijvoorbeeld de tetrabasetest.<br />

Om na te gaan of we met het luminolmengsel een<br />

geschikt reagens in handen hebben, is een experiment<br />

noodzakelijk. De blauwachtige kleuring van de<br />

luminolreactie is goed waar te nemen in een donkere<br />

kamer.<br />

Experiment 41: luminolreactie<br />

Doel van de proef<br />

In deze proef ga je onderzoeken of bloed aangetoond<br />

kan worden met een mengsel van luminol,<br />

waterstofperoxide en natronloog. Bovendien ga je<br />

onderzoeken hoe selectief dit reagens is door de<br />

reactie met bloed te vergelijken met die van<br />

bleekmiddel.<br />

Voorbereiding:<br />

Een katalysator heeft invloed op de reactie maar hoe<br />

uit zich die invloed?<br />

Als bleekmiddel en bloed verschillende invloed hebben<br />

op de reactie hoe zou dat dan moeten blijken?<br />

Kan worden vastgesteld of het hier gaat om een<br />

endotherme of een exotherme reactie? Welke stappen<br />

zijn nodig om hier achter te komen?<br />

Benodigdheden<br />

• twee erlenmeyers (100 ml)<br />

• glazen trechters (passend op de erlenmeyers)<br />

• een luminoloplossing die bestaat uit:<br />

0,1 g luminol<br />

9 g Soda<br />

15 ml van een 3% waterstofperoxideoplossing.<br />

aangevuld met gedestilleerd water tot 100 mL<br />

• 15 ml bleekmiddel thermometer<br />

• 15 ml bloed (uit een pakje vlees uit de supermarkt)<br />

• thermometer<br />

• een donkere ruimte.<br />

Uitvoering<br />

Bewaar de helft van de luminol oplossing voor<br />

experiment 42<br />

• Doe in de ene erlenmeijer het bloed en in de andere<br />

het bleekmiddel.<br />

• Verdeel de overgebleven luminoloplossing in twee<br />

delen. Gebruik een deel voor het bloed en het<br />

andere deel voor het bleekmiddel.<br />

• Voeg de luminoloplossing tegelijk toe aan bloed en<br />

bleekmiddel.


• Meet de temperatuur in beide erlenmeijers tijdens<br />

het experiment.<br />

• Beëindig het experiment als je er van overtuigd bent<br />

dat je geen helder, blauwgekleurd licht (meer) kunt<br />

waarnemen.<br />

Vragen bij de proef<br />

a. Welke vervolgexperimenten zijn nodig om de<br />

luminolreactie tot een goed instrument te maken<br />

voor bloedonderzoek?<br />

b. Waarom is het niet erg dat de luminol en het<br />

waterstofperoxide al samen in één oplossing zitten<br />

voordat het bij bloed en bleekmiddel werd gevoegd?<br />

Experiment 42: bloedvlekken aantonen<br />

Doel van de proef<br />

In dit experiment ga je onderzoeken of er bloedvlekken<br />

kunnen worden aangetoond op de kledingstukken A, B<br />

en C. Kleding stuk A is afkomstig van Giovanni<br />

Guiseppe, kledingstuk B van Jan Coster en C van Mandy<br />

Groothuizen.<br />

Benodigdheden<br />

• een plantenspuit of verstuiver met daarin een<br />

oplossing van de volgende samenstelling:<br />

De helft van de luminol oplossing die je in<br />

experiment 41 hebt gebruikt (50 mL)<br />

• een donkere ruimte<br />

• drie bevlekte kledingstukken (gemerkt A t/m C).<br />

Uitvoering<br />

• Voordat je de proef uitvoert, noteer je op welke<br />

kledingstukken je denkt een bloedvlek te zien;<br />

mogelijk zijn meerdere kledingstukken met bloed<br />

bevlekt.<br />

• Onderzoek of er op de kledingstukken A, B en C<br />

bloedvlekken kunnen worden aangetoond.<br />

7.3 Dossier<br />

Opdracht 43<br />

a. Bij welke kledingstukken heb je een helder,<br />

blauwgekleurd licht waargenomen na besproeiing<br />

met de oplossing uit de plantenspuit?<br />

Welke conclusie(s) kun je daar uit trekken?<br />

b. Welke factoren beïnvloeden de betrouwbaarheid<br />

van deze meting? Wat kun je zeggen over de<br />

vlekken A, B en C?


<strong>Handboek</strong> 8 Forensisch DNAonderzoek<br />

8.1 Uit het proces-verbaal<br />

In de volgende paragrafen krijg je informatie over de<br />

technieken van een DNA-onderzoek en de methode om<br />

tot een match te komen. Dat is de taak van een<br />

forensisch expert. Of met deze match uiteindelijk het<br />

bewijs geleverd wordt, waarmee een verdachte<br />

veroordeeld kan worden, is een taak van justitie.<br />

Als informatiebron gebruik je het officiële rapport van<br />

het Nederlands Forensisch Instituut getiteld: “De<br />

Essenties van forensisch DNA-onderzoek.”<br />

[Meulenbroek, 2007]. Dit is ook te vinden op het<br />

vaklokaal ►de essenties van DNA onderzoek.pdf<br />

Ook de politie, het openbaar ministerie, rechters en<br />

advocaten gebruiken dit rapport om de noodzakelijke<br />

kennis over forensisch DNA-onderzoek op te doen.<br />

8.2 DNA<br />

Een DNA-molecuul bestaat uit twee strengen die tegen<br />

elkaar aanliggen. De strengen zijn elk opgebouwd uit<br />

een lange keten van achtereenvolgens een suiker en<br />

een fosfaat (figuur 21). Aan elke suiker zit een<br />

stikstofbevattende base (de gekleurde ringen in figuur<br />

21) die via waterstofbruggen vastzit aan een base uit de<br />

andere streng (de stippellijnen in figuur 22). Hierdoor<br />

zijn de strengen spiraalsgewijs gedraaid, de<br />

zogenaamde dubbele helix (figuur 23).


Figuur 21: een stukje enkelstrengs DNA Figuur 22: tweedimensionaal beeld van een<br />

(Bron BioData) stuk dubbelstrengs DNA (Bron Biodata)<br />

Figuur 23: alfa-helix vorm van DNA (Bron BioData)<br />

Er komen in het DNA vier basen voor: adenine (A),<br />

thymine (T), guanine (G) en cytosine (C).<br />

Tegenover een A zit altijd een T en tegenover een G<br />

altijd een C (zie de figuren 21 t/m 23).<br />

Als je een DNA streng van het ene eind doorloopt naar<br />

het andere eind kom je een code tegen bestaande uit<br />

een opeenvolging van A’s, T’s, G’s en C’s. (Zie figuur<br />

22). Alle erfelijke eigenschappen zoals oogkleur,<br />

haarkleur, huidkleur, lengte, enzovoort liggen vast in<br />

deze code.<br />

Aangezien mensen niet allemaal dezelfde oogkleur,<br />

haarkleur, en huidkleur bezitten, verschilt de erfelijke


code per persoon. En dit geldt dus ook voor de andere<br />

eigenschappen. Er zijn geen twee mensen met identiek<br />

DNA. Zelfs het DNA van een eeneiige tweeling vertoont<br />

verschillen.<br />

Van het DNA zorgt maar 2% voor de erfelijke<br />

eigenschappen (haarkleur, en dergelijke). De andere<br />

98% is niet verantwoordelijk voor de erfelijke<br />

eigenschappen. Dat noemt men het ‘niet-coderende<br />

DNA’.<br />

Op dat niet-coderende DNA bestaan sommige plaatsen<br />

uit zich herhalende korte DNA-stukjes, bijvoorbeeld de<br />

herhaling CTG-CTG-CTG-CTG. Het aantal herhalingen<br />

van zo’n stukje zijn per persoon erg verschillend.<br />

Sommige mensen hebben vijf CTG herhalingen, terwijl<br />

een ander persoon hiervan negen herhalingen kan<br />

hebben. Die opbouw van die plaatsen (die<br />

hypervariabele gebieden heten) is dus per persoon<br />

uniek en daarom bij uitstek geschikt om iemand te<br />

identificeren.<br />

Als je van een persoon weet hoeveel herhalingen hij<br />

heeft op een bepaald stuk in zijn DNA, kun je die<br />

vergelijken met het aantal herhalingen van het DNA<br />

gevonden op het plaats delict. Wanneer het aantal<br />

herhalingen met elkaar overeen komen, heb je een<br />

match! Het DNA van de PD komt dus overeen met die<br />

van de verdachte.<br />

Om een DNA-profiel te maken, kijk je niet naar één<br />

stuk herhalingen, zoals alleen de CTG herhaling. Je<br />

vergelijkt een aantal herhalingen op verschillende<br />

chromosomen. Chromosomen zijn in de celkern<br />

aanwezig als kleine bolletjes opgewikkeld DNA.<br />

Bij de mens tref je in de celkern 46 chromosomen aan.<br />

Ze zijn twee aan twee gelijk. Er zijn dus 23 paren. Van<br />

elk chromosomenpaar is één chromosoom afkomstig uit<br />

de spermacel van de vader en het andere chromosoom<br />

uit de eicel van de moeder. Chromosomen zijn<br />

opgebouwd uit lange draden DNA die op eiwitmoleculen<br />

zijn gewikkeld. Een DNA-profiel geeft aan hoeveel<br />

herhalingen zich op een bepaald stuk op het<br />

chromosoom bevinden. Chromosoompaar 1 heeft<br />

bijvoorbeeld de code 8/4. Dit betekent bijvoorbeeld<br />

dat een persoon acht GTC herhalingen op het<br />

chromosoom 1 van zijn moeder heeft, en vier<br />

herhalingen op het chromosoom 1 van zijn vader.


Figuur 24: de chromosomen van de mens: een karyogram. Het betreft hier het karyogram van een man met<br />

het syndroom van Klinefelter. Hij heeft een X-chromosoom teveel.<br />

Het 23 e chromosomenpaar is bij een vrouw evenals de<br />

andere 22 paren aan elkaar gelijk.<br />

Bij een man bestaat het 23 e paar echter uit één ‘groot’<br />

chromosoom en uit een aanzienlijk kleiner exemplaar.<br />

Het grote 23 e chromosoom wordt aangeduid met de<br />

hoofdletter X en het kleine met de hoofdletter Y. Met<br />

andere woorden een vrouw is XX en een man XY. De X-<br />

en Y-chromosomen worden de geslachtschromosomen<br />

genoemd.<br />

De andere 22 chromosomenparen zijn de zogenaamde<br />

autosomale chromosomen. Ze zijn genummerd van 1<br />

t/m 22. De twee chromosomen van één paar worden<br />

homologe chromosomen genoemd.<br />

Als iemand een afwijkend aantal chromosomen heeft,<br />

heeft dat vrijwel altijd ernstige gevolgen. Het<br />

bekendste voorbeeld is de aanwezigheid van 3<br />

chromosomen 21. Het gevolg daarvan is het syndroom<br />

van Down.<br />

Opdracht 44<br />

In het karyogram van figuur 24 is een X-chromosoom<br />

teveel aanwezig. Deze afwijking wordt het Klinefeltersyndroom<br />

genoemd.<br />

a Lokaliseer de beide X-chromosomen in het<br />

karyogram in figuur 24.<br />

b Welke verschijnselen heeft iemand die het<br />

Klinefelter syndroom heeft?


8.3 DNA als bewijsmateriaal<br />

45. Opdrachten<br />

45.1 DNA-profiel<br />

a. Lees de tekst op de bladzijden 4 /m 6 van “De<br />

essenties van forensisch DNA-onderzoek – het DNAprofiel”.<br />

(Dit is te vinden via het vaklokaal ►de<br />

essenties van DNA onderzoek.pdf).<br />

b. Verwerk de belangrijkste punten van die bladzijden<br />

in een korte samenvatting.<br />

45.2 Biologische sporen<br />

a. Noem drie biologische sporen die geschikt zijn om<br />

een DNA-profiel van te maken.<br />

b. Leg uit waarom je DNA uit wangslijmcellen van een<br />

verdachte kunt gebruiken om te bepalen of het<br />

bloed dat gevonden is op de plaats delict van de<br />

verdachte is.<br />

45.3 Niet-coderend DNA<br />

Op pagina 5 van het rapport staat beschreven dat voor<br />

het maken van een DNA-profiel de hypervariabele<br />

gebieden in het DNA worden bestudeerd. Deze<br />

gebieden liggen op het “niet-coderende DNA”. Wat<br />

betekent de term “niet-coderend DNA”?<br />

“Wel coderend DNA” bevat je erfelijke eigenschappen.<br />

Dit noemen we de genen. De genen beslaan slechts 2%<br />

van je gehele DNA. Het gaat misschien tegen je gevoel<br />

in, maar de volgorde van de bouwstenen van het “wel<br />

coderende DNA” verschilt zo weinig per individu dat het<br />

‘wel coderende DNA’ niet geschikt is om er een uniek<br />

DNA-profiel van te maken. De genen van alle mensen<br />

lijken dus verschrikkelijk veel op elkaar.<br />

Opdracht 46<br />

Wat is de kenmerkende eigenschap van de<br />

hypervariabele gebieden in het DNA, die ze uitermate<br />

geschikt maakt voor een vergelijkend DNA-onderzoek?<br />

Leg dit uit door middel van een tekening van deze<br />

gebieden bij twee verschillende personen.<br />

8.4 De techniek om een DNAprofiel<br />

te maken<br />

47. Opdrachten<br />

47.1 Forensic biology les


Ga naar ►URL6 en doe daar Case One, de forensic<br />

biology les. Vraag je leraar/ouders om hulp als je<br />

enkele engelse woorden niet begrijpt<br />

47.2 Samenvatting<br />

a. Lees de tekst op de bladzijden 7 /m 9 van “De<br />

essenties van forensisch DNA-onderzoek – het DNAprofiel”.<br />

b. Verwerk de belangrijkste punten van deze<br />

bladzijden in een korte samenvatting.<br />

47.3 Begrippen<br />

Geef een beschrijving van de onderstaande termen:<br />

a. Short Tandem Repeat<br />

b. Locus<br />

c. DNA-kenmerk<br />

d. DNA-profiel<br />

Als je een DNA-profiel wilt maken van het DNA van<br />

bijvoorbeeld een verdachte, zul je dus per locus<br />

moeten bepalen uit hoeveel herhalingen deze locus<br />

bestaat.<br />

Het is helaas niet mogelijk om dit te bepalen door het<br />

DNA onder een microscoop te bekijken. Op de eerste<br />

plaats bevat het spoor vaak zo weinig DNA dat je het<br />

zelfs onder een microscoop niet zichtbaar kunt maken<br />

en op de tweede plaats zou je dan alle chromosomen<br />

zien. Je zou geen idee hebben waar de locus die jij wilt<br />

onderzoeken zich bevindt.<br />

Zoals je op pagina 7 van de brochure “De Essenties van<br />

forensisch DNA-onderzoek” hebt gelezen, moeten uit<br />

het geïsoleerde DNA de te onderzoeken loci<br />

vermeerderd worden om te bepalen uit hoeveel<br />

herhalingen (repeats) ze bestaan.<br />

De techniek die men hiervoor gebruikt heet de<br />

polymerase kettingreactie, ook wel afgekort als PCR<br />

(Polymerase Chain Reaction). Met deze techniek is het<br />

mogelijk om van het stuk DNA dat je wilt onderzoeken,<br />

meer dan één miljard kopieën te maken. Pas als je door<br />

middel van de PCR-techniek meer dan één miljard<br />

kopieën van alle loci hebt gemaakt kun je ze<br />

analyseren, zodat er een piekenpatroon uitkomt, zoals<br />

in illustratie 4 van de brochure te zien is.<br />

8.5 De PCR-techniek<br />

Uit het geïsoleerde DNA kunnen alle elf loci tegelijk<br />

gekopieerd worden door middel van één PCR-reactie.<br />

Om de PCR-techniek uit te leggen, nemen we een<br />

voorbeeld waarin je slechts één locus zou willen<br />

kopiëren.


Stel dat je het aantal herhalingen van locus TH01 op<br />

chromosoom 11 van een verdachte wilt onderzoeken.<br />

Om te weten waar het kopiëren moet beginnen en waar<br />

het moet eindigen, moet je weten hoe de DNA-volgorde<br />

er uit ziet van het DNA dat vlak voor en vlak na de<br />

herhalingen in TH01 zit. Het aantal herhalingen in TH01<br />

verschilt per persoon, maar de stukken die daar<br />

omheen zitten, blijken bij iedereen identiek (Het is<br />

gebleken dat 99,5 tot 99,9 % van het DNA van alle<br />

mensen identiek is).<br />

Schematisch zien de twee ketens van elk chromosoom<br />

bij locus TH01 er uit als in figuur 25.<br />

Figuur 25: locus TH01 op chromosoom 11<br />

ATGATACTGACTGAC TCAT TCAT TCAT TCAT TCAT TCAT AGTCTACTAG<br />

TACTATGACTGACTG AGTA AGTA AGTA AGTA AGTA AGTA TCAGATGATC<br />

6 herhalingen op het ene chromosoom<br />

ATGATACTGACTGAC TCAT TCAT TCAT TCAT TCAT TCAT TCAT TCAT AGTCTACTAG<br />

TACTATGACTGACTG AGTA AGTA AGTA AGTA AGTA AGTA AGTA AGTA TCAGATGATC<br />

8 herhalingen op het andere chromosoom<br />

De flankerende stukken zijn op beide chromosomen (en zelfs bij alle mensen) gelijk!<br />

Als je de code van de flankerende stukken weet, moet<br />

je het beginstukje en het eindstukje (vlak voor en<br />

achter de locus) door de PCR-leverancier laten maken.<br />

Deze korte stukjes DNA van 15 bouwstenen, de<br />

zogenaamde primers, passen precies op het begin en<br />

eind van de locus die je wilt kopiëren.<br />

Als je de primers toevoegt aan het DNA dat je<br />

geïsoleerd hebt, plakken de primers precies voor en<br />

achter de locus aan het DNA. Ze passen namelijk maar<br />

op één plek. Dat komt doordat een T alleen tegenover<br />

een A past en een G alleen tegenover een C.<br />

De primers geven als een soort vlaggetjes aan waar de<br />

locus begint en eindigt, zodat alleen de locus die tussen<br />

de twee primers ligt, gekopieerd wordt. De primers<br />

bepalen dus welke locus je kopieert.<br />

Het kopiëren begint als je het enzym DNA-polymerase<br />

en de DNA-bouwstenen (de nucleotiden A, C, G en T)<br />

toevoegt. Alleen op de plaats waar een primer aan het<br />

DNA geplakt zit, kan het enzym beginnen met kopiëren.<br />

Het enzym DNA-polymerase plakt de juiste DNAbouwstenen<br />

op de juiste plek, dus een A tegenover een<br />

T en een C tegenover een G.


Stap 1: de twee strengen DNA<br />

laten los bij 95 °C<br />

Stap Stap 1: de 2: twee de primers strengen hechten DNA bij 55 °C precies<br />

laten los bij op 95 de °C plaats waar ze passen<br />

72 °C<br />

Stap 2: de primers hechten bij 55 °C precies<br />

op de plaats waar ze passen 95 °C<br />

In figuur 26 Stap zie 1: je de twee de PCR-reactie strengen DNA in vier fases<br />

afgebeeld. laten los bij 95 °C<br />

• Stap 1. De locus die je wilt kopiëren bestaat uit<br />

een dubbele streng nucleotiden (plaatje 1 van figuur<br />

26).<br />

72 °C • Stap 2. De twee strengen laten los als de<br />

Stap 3: temperatuur boven 90 °C komt. Na afkoelen tot 55<br />

Stap bij 72 4: aan °C verlengt het einde het van enzym de eerste DNAcyclus<br />

heb je<br />

polymerase twee identieke het DNA stukken vanaf de DNA. primers °C kunnen de primers vastplakken 72 op °C de plek waar<br />

ze passen Stap (plaatje 4: aan het einde 2). van de eerste cyclus heb je<br />

twee identieke stukken DNA.<br />

• Stap 3. Bij 72 °C doet het enzym DNA-polymerase<br />

vervolgens zijn werk en zet de juiste nucleotiden op<br />

de juiste plek (plaatje 3).<br />

Figuur 27: het PCR-apparaat<br />

zorgt voor de juiste temperatuur<br />

95 °C 55 °C<br />

55 °C<br />

72 °C<br />

Stap 2: de primers hechten bij 55 °C precies<br />

Stap op 3: de bij plaats 72 °C waar verlengt ze passen het enzym DNApolymerase<br />

het DNA vanaf de primers<br />

Figuur 26: PCR-reactie in vier<br />

stappen<br />

72 °C<br />

95 °C<br />

Stap 4: aan het einde van de eerste cyclus heb je<br />

twee identieke stukken DNA.<br />

72 °C<br />

55 °C<br />

Stap 3: bij 72 °C verlengt het enzym DNA-<br />

Stap polymerase 2: de primers het DNA hechten vanaf bij de 55 primers °C precies<br />

op de plaats waar ze passen<br />

Figuur 26: PCR-reactie in vier<br />

stappen<br />

55 °C<br />

72 °C<br />

72 °C<br />

Stap 4: aan het einde van de eerste cyclus heb je<br />

twee identieke stukken DNA.<br />

Stap 3: bij 72 °C verlengt het enzym DNApolymerase<br />

het DNA vanaf de primers<br />

• Stap 4. Het eindresultaat is 2 identieke stukken<br />

DNA (plaatje 4).<br />

Vervolgens begint de cyclus weer opnieuw: de<br />

temperatuur wordt verhoogd tot 95°C en alle strengen<br />

laten los. Nadat de primers gehecht zijn (bij 55°C) en<br />

vanaf die plek het DNA weer verdubbeld is (bij 72°C)<br />

heb je vier identieke stukken DNA, enzovoort…<br />

Het PCR-apparaat is nodig om steeds de juiste<br />

temperatuur voor het DNA en het enzym in te stellen.<br />

Door de temperatuur te variëren kan de hele cyclus<br />

(plaatje 1 t/m 4) meerdere keren achter elkaar<br />

uitgevoerd worden. Na 25 cycli heb je genoeg kopieën<br />

van de locus om te bepalen uit hoeveel herhalingen de<br />

locus bestaat.


48. Opdrachten<br />

48.1 PCR-filmpjes<br />

Bekijk nu drie verschillende filmpjes over PCR via de<br />

links ►URL7-9, zodat je het principe helemaal door<br />

krijgt.<br />

48.2 PCR techniek<br />

a. Maak een lijst met benodigdheden (stoffen en<br />

apparaten) die moet je hebben om een PCR uit te<br />

kunnen voeren.<br />

b. Wat zijn de twee redenen dat je de PCR-techniek<br />

moet toepassen om een DNA-profiel te kunnen<br />

maken?<br />

8.6 Het bepalen van het aantal<br />

herhalingen<br />

In de tekst op pagina 7 van het NFI-rapport “De<br />

Essenties van forensisch DNA-onderzoek-het DNAprofiel”<br />

staat dat de DNA-analyse-apparatuur de DNAkenmerken<br />

als pieken weergeeft. Maar hoe komt dit<br />

piekenpatroon tot stand? Tot nu toe heb je geleerd hoe<br />

de PCR-techniek van een locus één miljard kopieën kan<br />

maken. Maar hoe bepaal je vervolgens het aantal<br />

herhalingen van de loci in het DNA?<br />

In handboek 5 heb je geleerd hoe chromatografie<br />

werkt. Om te bepalen uit hoeveel herhalingen de locus<br />

bestaat die je wilt onderzoeken, gebruik je ook een<br />

chromatografietechniek.<br />

Zodra de PCR-reactie voltooid is (30 cycli duren<br />

ongeveer 3 uur), is het eindresultaat een klein buisje<br />

met vloeistof. In die vloeistof zijn de miljarden stukjes<br />

DNA, die tijdens de PCR-reactie zijn gemaakt, opgelost:<br />

dit noemen we het PCR-product. Daaraan kun je met<br />

het blote oog dus niets zien. Om te bepalen uit hoeveel<br />

herhalingen de kopieën (en dus ook de originele locus)<br />

bestaan, breng je deze vloeistof bovenop een heel<br />

dunne chromatografiekolom.<br />

Onder deze omstandigheden zijn de DNA-stukjes<br />

negatief geladen. Om de DNA-stukjes door de kolom te<br />

“trekken”, breng je over de kolom een spanning aan.<br />

De negatieve pool sluit je boven aan en de positieve<br />

pool beneden. De DNA-stukjes worden door de positieve<br />

pool aangetrokken en bewegen dus door de kolom naar<br />

beneden.<br />

Aan het uiteinde van de chromatografiekolom<br />

detecteert een laser of er DNA uit de kolom komt. Het<br />

apparaat meet ook hoe lang de DNA stukjes er over<br />

deden om door de kolom heen te stromen. Het<br />

materiaal waarvan de kolom gemaakt is, zorgt ervoor


dat lange stukken (dus met meer herhalingen) daar<br />

langer over doen dan korte stukjes (met minder<br />

herhalingen). De tijd dat de DNA-stukjes in de kolom<br />

verblijven is dus een maat voor het aantal herhalingen.<br />

Figuur 28: een schematische weergave van de chromatografiekolom om de DNA-fragmenten te scheiden. De<br />

pijl geeft de stroomrichting van de DNA fragmenten aan.<br />

Opdracht 49<br />

a. Na de PCR-reactie waarin je locus TH01 hebt<br />

gekopieerd, is de vloeistof uit het PCR-apparaat op<br />

de kolom gebracht. Dit is in de bovenstaande<br />

tekening schematisch weergegeven. In de tweede<br />

tekening zie je dat de vloeistof twee verschillende<br />

PCR-producten bevat. Geef in de tekening aan<br />

welke zwarte stip de kopieën van de locus met zes<br />

herhalingen weergeeft en welke de kopieën van de<br />

locus met acht herhalingen.<br />

b. De laser staat niet in de tekening weergegeven. Stel<br />

dat het PCR-product van TH01 met zes herhalingen<br />

er 10 seconden over doet om door de kolom heen te<br />

lopen en het PCR-product met acht herhalingen 12<br />

seconden. Teken het signaal dat de laser detecteert<br />

vanaf het moment dat de vloeistof op de kolom<br />

werd gebracht. Op de x-as zet je de tijd en op de y–<br />

as de hoeveelheid DNA die de laser detecteert.<br />

Je hebt in opdracht 49 het DNA-profiel getekend van<br />

een analyse van één locus, namelijk TH01. Je hebt met<br />

de PCR-techiek en kolomchromatografie bepaald dat


deze persoon het DNA-kenmerk 6/8 voor deze locus<br />

heeft.<br />

Opdracht 50<br />

Teken exact onder dit piekenpatroon het patroon van<br />

een verdachte met het kenmerk 8/8 op locus TH01.<br />

Het bepalen één DNA-kenmerk is uiteraard niet genoeg.<br />

Zoals je in het NFI rapport “De Essenties van forensisch<br />

DNA-onderzoek-het DNA-profiel” in illustratie 3 kunt<br />

zien, bestaat een volledig DNA-profiel uit tien DNAkenmerken<br />

plus één geslachtskenmerk. In figuur 31 is<br />

het piekenpatroon van een volledig DNA-profiel te zien.<br />

Vraag 51<br />

Stel dat je niet het DNA kenmerk van TH01 maar van<br />

D2S1338 zou willen bepalen. Je zou daarvoor slechts<br />

één verandering hoeven toe te passen in de PCRtechniek.<br />

Wat is er anders in een PCR voor D2S1338 ten opzicht<br />

van een PCR voor TH01?<br />

De vraag is natuurlijk hoe je de PCR-techniek en de<br />

kolomchromatografie moet uitvoeren om niet één DNAkenmerk,<br />

maar alle elf DNA-kenmerken te bepalen. Als<br />

je de essentie van beide technieken hebt begrepen,<br />

kun je hiervoor zelf een plan van aanpak opstellen.<br />

Opdracht 52<br />

Beschrijf hoe je uit het gesoleerde DNA van een<br />

verdachte een DNA-profiel van alle elf DNA-kenmerken<br />

maakt. Beschrijf waarin deze stappen verschillen van<br />

het analyseren van één DNA-kenmerk.<br />

8.7 Een volledig DNA-profiel<br />

53. Opdrachten<br />

53.1 Samenvatting<br />

a. Lees in het NFI-rapport “De essentie van forensisch<br />

DNA-onderzoek- het DNA-profiel” de bladzijden 10<br />

t/m 13.<br />

b. Verwerk de belangrijkste punten van deze bladzijde<br />

in een korte samenvatting.<br />

53.2 Tabel met cijfercode piekenpatroon<br />

Zoals je in het rapport bij illustratie 6 hebt kunnen<br />

lezen, worden de DNA-kenmerken van een profiel als<br />

cijfercode weergegeven, zodat ze in een databank<br />

kunnen worden opgeslagen.<br />

Maak een tabel met de cijfercode van het<br />

piekenpatroon op figuur 31 uit dit handboek.


53.3 Onvolledig profiel<br />

In het meest ideale geval kun je van een biologisch<br />

spoor een volledig DNA-profiel maken. Vaak levert een<br />

spoor echter niet van alle loci het DNA-kenmerk.<br />

Je spreekt dan van een onvolledig profiel.<br />

Hoe kun je verklaren dat je uit een dergelijk DNA-spoor<br />

niet alle DNA-kenmerken kunt kopiëren met de PCRtechniek,<br />

terwijl je wel voor alle loci de benodigde<br />

primers toevoegt?<br />

53.4 Mengprofiel<br />

Het kan ook voorkomen dat uit een DNA-spoor blijkt dat<br />

er DNA van meerdere personen in het spoor aanwezig<br />

zijn. Er is dan sprake van een mengprofiel.<br />

Hoe kun je aan het piekenpatroon zien dat er sprake is<br />

van een mengprofiel?<br />

53.5 Spermaspoor<br />

Van een spoor sperma op de plaats delict kan een DNAprofiel<br />

gemaakt worden. Spermacellen bevatten echter<br />

van elk chromosoom maar één in plaats van twee<br />

exemplaren.<br />

Waarom ontstaat er uit een spermaspoor toch een<br />

volledig DNA-profiel (dus twee kenmerken per locus)?<br />

8.8 De DNA-databank en het<br />

vergelijken van profielen<br />

Om de bewijswaarde van gelijke DNA-profielen te<br />

bepalen, is het van belang te weten hoe groot de kans<br />

is dat de DNA-profielen bij toeval gelijk zijn. Het<br />

antwoord op deze vraag wordt uitgedrukt in de<br />

'frequentie' waarmee een DNA-profiel (van het<br />

sporenmateriaal) in de populatie voorkomt.<br />

De berekening is gebaseerd op populatiegenetische<br />

gegevens. Een belangrijk gegeven is hoe vaak een DNAkenmerk<br />

in de populatie voorkomt. Dit is de verwachte<br />

frequentie van het DNA-kenmerk.<br />

In figuur 29 en 30 zijn de frequenties van de<br />

verschillende DNA-kenmerken in de Nederlandse<br />

bevolking (NL) weergegeven. In figuur 29 is<br />

bijvoorbeeld te zien dat 21 herhalingen op locus<br />

D2S1338 in Nederland een frequentie heeft van 0,015.<br />

Dat betekent dat 1,5% van de Nederlandse bevolking<br />

dat kenmerk heeft.


Figuur 29: frequenties voor Nederland van DNA-kenmerken D2S1338, D3S1358, FGA, D8S1179 en THO1<br />

D2S1338 frequentie D3S1358 frequentie FGA frequentie D8S1179 frequentie THO1 frequentie<br />

15 0,000 12 0,000 18 0,013 8 0,019 5 0,006<br />

16 0,048 13 0,002 18.2 0,000 9 0,011 6 0,225<br />

17 0,203 14 0,091 19 0,058 10 0,078 7 0,219<br />

18 0,076 15 0,281 19.2 0,000 11 0,087 8 0,104<br />

19 0,128 16 0,253 20 0,145 12 0,147 9 0,132<br />

20 0,171 17 0,193 21 0,177 13 0,346 9.3 0,307<br />

21 0,015 18 0,167 22 0,173 14 0,180 10 0,006<br />

22 0,030 19 0,011 22.2 0,015 15 0,102<br />

23 0,097 20 0,002 23 0,136 16 0,028<br />

24 0,095 23.2 0,006 17 0,002<br />

25 0,117 24 0,158 18 0,000<br />

26 0,017 25 0,074<br />

27 0,002 25.2 0,000<br />

26 0,028<br />

27 0,013<br />

28 0,002<br />

29 0,000<br />

31.2 0,000<br />

45.2 0,000<br />

Figuur 30: frequenties voor Nederland van de DNA-kenmerken VWA, D16S539, D18S51, D19S433 en D21S11<br />

VWA frequentie D16S539 frequentie D18S51 frequentie D19S433 frequentie D21S11 frequentie<br />

11 0,000 8 0,015 9 0,000 9 0,000 27 0,017<br />

13 0,000 9 0,123 10 0,011 10 0,002 28 0,180<br />

14 0,067 10 0,067 11 0,006 11 0,004 29 0,223<br />

15 0,076 11 0,340 12 0,134 12 0,061 29.2 0,000<br />

16 0,203 12 0,279 13 0,108 12.2 0,000 30 0,271<br />

17 0,303 13 0,162 14 0,182 13 0,255 30.2 0,030<br />

18 0,223 13.3 0,000 15 0,117 13.2 0,011 31 0,078<br />

19 0,110 14 0,013 16 0,152 14 0,359 31.2 0,074<br />

20 0,013 15 0,000 17 0,141 14.2 0,032 32 0,011<br />

21 0,004 18 0,071 15 0,165 32.2 0,091<br />

19 0,039 15.2 0,037 33 0,002<br />

20 0,026 16 0,037 33.1 0,000<br />

21 0,006 16.2 0,026 33.2 0,022<br />

22 0,004 17 0,002 34 0,000<br />

23 0,000 17.2 0,006 34.2 0,000<br />

25 0,002 18.2 0,002 35 0,000<br />

35.2 0,002<br />

36 0,000<br />

Bij vergelijkend DNA-onderzoek vergelijkt een<br />

forensisch onderzoeker DNA van een biologisch spoor


met dat van een verdachte, een slachtoffer of<br />

betrokkenen. Hierbij zijn twee resultaten denkbaar: of<br />

de DNA-profielen verschillen of ze zijn aan elkaar<br />

gelijk. Verschillen de DNA-profielen van elkaar, dan<br />

betekent dit dat de persoon niet de donor is van dit<br />

spoor. Als het DNA-profiel van het spoor overeenkomt<br />

met dat van een persoon, dan spreekt men van een<br />

'match'. De kans dat (een niet-verwant) persoon per<br />

toeval het betreffende volledige DNA-profiel heeft, is<br />

minder dan één op een miljard. Dit betekent dat het<br />

biologische spoor in hoge mate van waarschijnlijkheid<br />

afkomstig is van de verdachte.<br />

Opdracht 54<br />

a. Stel, een profiel verschilt op één DNA-kenmerk en al<br />

de andere DNA-kenmerken zijn gelijk. Moet dan de<br />

verdachte uitgesloten worden als donor van dit<br />

spoor? Geef een verklaring voor je antwoord.<br />

b. Familieleden vertonen veel overeenkomsten in DNAprofiel.<br />

Geef hiervoor een verklaring.<br />

8.9 Berekende frequentie van een<br />

DNA-profiel<br />

De berekende frequentie is de maat voor de<br />

zeldzaamheid van een vastgesteld DNA-profiel in de<br />

populatie. De berekende frequentie is feitelijk de kans<br />

dat een willekeurig gekozen, niet aan de matchende<br />

verdachte verwante, persoon hetzelfde DNA-profiel<br />

heeft als dat van het spoor.<br />

Bij willekeurige voortplanting is de kans dat een DNAkenmerk<br />

wordt doorgegeven aan de volgende<br />

generatie, groter naarmate het DNA-kenmerk vaker in<br />

de populatie voorkomt. Elk DNA-kenmerk heeft binnen<br />

een populatie een eigen frequentie. Als er geen andere<br />

beïnvloedende factoren zijn (bijvoorbeeld mutatie,<br />

emigratie of immigratie), blijven de frequenties binnen<br />

een (grote) populatie, zoals in Nederland, door de<br />

generaties heen constant. Deze wetmatigheid wordt de<br />

regel van Hardy-Weinberg genoemd en kan wiskundig<br />

worden afgeleid.<br />

Opdracht 55<br />

a. Bestudeer figuur 29. Wat is de frequentie van DNAkenmerk<br />

18 op locus D2S1338?<br />

b. Wat is de som van alle frequenties (in Nederland)<br />

van de kenmerken op locus D2S1338? Geef hiervoor<br />

een verklaring.<br />

Zoals eerder gezegd, bij de mens is het DNA verdeeld<br />

over 23 paren DNA-moleculen. Van elk paar is één DNAmolecuul<br />

geërfd via de vader en één via de moeder.


Een persoon kan dus in locus D2S1338 maximaal twee<br />

verschillende DNA-kenmerken bezitten. Neem<br />

bijvoorbeeld de DNA-kenmerken 17 en 18. Genetisch<br />

gezien kunnen er bij bevruchting ten aanzien van beide<br />

DNA-kenmerken 4 combinaties gevormd worden:<br />

• 17/17<br />

• 17/18<br />

• 18/17<br />

• 18/18<br />

De frequentie waarmee elke combinatie voorkomt is<br />

een product van de frequenties van de beide DNAkenmerken.<br />

Stel nu bij een persoon zijn op locus D2S 1338 DNAkenmerken<br />

17 en 18 waarneembaar. DNA-kenmerk 17<br />

komt in de bevolkingsgroep voor met een frequentie<br />

van 0,203 = 20,3% (ofwel 1 op de 5).<br />

DNA-kenmerk 18 komt voor met een frequentie van<br />

0,076 = 7,6% (ofwel 1 op 13,2).<br />

De berekening van de frequentie van voorkomen van<br />

deze combinatie van DNA-kenmerken van dat locus, is<br />

dan als volgt: 0,203 (20,3%) x 0,076 (7,6%) = 0,015 =<br />

1,5%.<br />

Omdat zoals hierboven beschreven, er voor deze DNAkenmerkencombinatie<br />

twee mogelijkheden zijn: 17/18<br />

en 18/17 (kenmerk 17 is van de vader geërfd en<br />

kenmerk 18 van de moeder, of andersom: kenmerk 18 is<br />

van de moeder geërfd en kenmerk 17 van de vader) is<br />

een vermenigvuldiging met een factor twee nodig.<br />

De berekende frequentie van de DNAkenmerkencombinatie<br />

17 en 18 van dat locus is<br />

2 x 1,5% = 3% , (2 x 0,015 = 0,03).<br />

Vraag 56<br />

a. Bereken op basis van boven beschreven gegevens<br />

voor locus D2S1338 de frequentie van de DNAkenmerkcombinatie<br />

(17/17).<br />

b. Reken ook uit wat de frequentie is van de DNAkenmerkcombinatie<br />

(18/18).


Figuur 31: het piekenpatroon van een volledig DNA-profiel<br />

Bij analyse van een DNA-spoor worden de verschillende<br />

DNA-kenmerken van de loci weergegeven als pieken<br />

(zie figuur 31). De hoogte en breedte van een piek is<br />

een maat voor de hoeveelheid DNA. Figuur 31 is een<br />

weergave van een DNA-profiel met de tien genoemde<br />

loci, met voor elk locus één piek. Voor het locus met de<br />

code 'VWA' is er bijvoorbeeld één piek zichtbaar<br />

(vijftien). Deze persoon heeft hier op beide DNAmoleculen<br />

het DNA-kenmerk vijftien.<br />

Vraag 57<br />

Waarom is in het bovenstaande DNA-profiel de piek bij<br />

locus D3S1358 ongeveer twee keer zo klein als de piek<br />

bij locus VWA?<br />

Een DNA-profiel bevat altijd een kenmerk dat aangeeft<br />

of de persoon een man of een vrouw is. Bij een man<br />

geeft dat kenmerk namelijk twee pieken, weergegeven<br />

als X en Y. Bij een vrouw is er op deze plaats één piek,<br />

weergegeven als X.<br />

Vraag 58<br />

Is het bovenstaande DNA-profiel afkomstig van een man<br />

of van een vrouw?<br />

Een DNA-profiel wordt berekend door de frequenties<br />

van de DNA-kenmerkencombinaties die van de<br />

afzonderlijke loci zijn bepaald met elkaar te<br />

vermenigvuldigen. Een voorbeeld hiervan zie je in<br />

figuur 32. Voor alle loci zijn de frequentie van DNAkenmerken<br />

berekend.


Figuur 32: schematische weergave van een DNA-profiel met bijbehorende frequenties<br />

locus locus bevindt zich op: mogelijk DNAkenmerk<br />

D2S1338 Chromosoom 2 17/17 4,1<br />

D3S1358 Chromosoom 3 17/18 6,4<br />

FGA Chromosoom 4 21/24 5,6<br />

D8S1 179 Chromosoom 8 13/14 12,5<br />

TH01 Chromosoom 11 7/9 5,8<br />

VWA Chromosoom 12 16/18 9,1<br />

D16S539 Chromosoom 16 11/13 11,0<br />

D18S51 Chromosoom 18 14/14 3,3<br />

D19S4 33 Chromosoom 19 13/15 8,4<br />

D21S11 Chromosoom 21 29/32 1,4<br />

XY X op X-chromosoom<br />

Y op Y-chromosoom<br />

Door alle frequenties met elkaar te vermenigvuldigen<br />

kun je de kans dat een persoon toevallig hetzelfde DNA<br />

heeft, berekenen.<br />

In dit geval is dat:<br />

0,041 x 0,064 x 0,056 x 0,125 x 0,058 x 0,091 x 0,110 x<br />

0,033 x 0,084 x 0,014 = 4,14.10 −13 . Voor een volledig<br />

DNA-profiel, dat bestaat uit tien loci, is de frequentie<br />

altijd lager dan 1 op een miljard.<br />

Vraag 59<br />

Stel dat een spoor slechts een gedeeltelijk profiel<br />

oplevert.<br />

Alleen de loci D2S1338, FGA, TH01 en VWA zijn bekend.<br />

Het profiel ziet er als volgt uit:<br />

locus DNA-kenmerk<br />

D2S1338 17 / 20<br />

FGA 21 / 22<br />

TH01 9,3 / 9,3<br />

VWA 16 / 17<br />

Figuur 33: een gedeeltelijk profiel<br />

a. Bereken op basis van de gegevens in figuur 29 en 30<br />

de kans dat een persoon per toeval dezelfde DNAkenmerken<br />

heeft.<br />

b. Wat zegt dit over de bruikbaarheid van dit<br />

gedeeltelijke profiel?<br />

8.10 Dossier<br />

60. Opdrachten<br />

frequentie<br />

%<br />

60.1 DNA-profiel sigarettenpeuk<br />

Uit de sigarettenpeuk die gevonden is, blijkt een<br />

gedeeltelijk DNA-profiel gemaakt te kunnen worden.<br />

Het ziet er als volgt uit:


locus DNA-kenmerk in<br />

spoor<br />

D2S1338<br />

D3S1358<br />

FGA<br />

D8S1 179<br />

TH01 5 /10<br />

VWA 19/ 20<br />

D16S539<br />

D18S51<br />

D19S4 33<br />

D21S11 28/30<br />

XY<br />

berekende frequentie DNAprofiel:<br />

Figuur 34: DNA-profiel uit sigarettenpeuk<br />

frequentie<br />

DNA-kenmerken<br />

combinatie per<br />

locus<br />

a. Vul zelf de tabel in figuur 34 nog verder in. Bereken<br />

daartoe eerst de frequenties van de DNA-kenmerken<br />

die bekend zijn. Gebruik hiervoor de<br />

frequentiewaarden uit de figuren 29 en 30.<br />

Bereken daarna frequentie van het gedeeltelijke<br />

profiel als geheel.<br />

b. Hoeveel mensen in Nederland zullen matchen met<br />

dit gedeeltelijke profiel?<br />

60.2 DNA-profielen van de verdachten<br />

a. Van welke verdachte is de sigaret afkomstig?<br />

b. Had je, door alleen te kijken naar het gedeeltelijk<br />

DNA-profiel ook kunnen zeggen van wie de sigaret<br />

afkomstig is?<br />

c. Op bladzijde 30 staan alle DNA-profielen van alle<br />

betrokkenen. Wat kun je zeggen over de DNAprofielen<br />

van de familie Thijssen?<br />

d. Zijn er meer familie banden te onderscheiden op<br />

basis van de DNA profielen? Gaat het hier om een<br />

sterke of een zwakke band?<br />

e. Zegt een DNA-profiel ook iets over het uiterlijk van<br />

een persoon?<br />

f. Welke uitspraken kun je op basis van deze profielen<br />

doen?<br />

g. Welke uitspraken kun je zeker (nog) niet doen op<br />

basis van alleen dit forensische DNA-onderzoek?


9. Afsluiting<br />

Je hebt in je dossier alle mogelijke gegevens van de<br />

verdachten verzameld:<br />

gegevens die je uit het politiedossier hebt gehaald en<br />

gegevens uit de onderzoeken die je hebt gedaan.<br />

61. Opdrachten<br />

61.1 Dossier<br />

Maak je dossier compleet en overzichtelijk.<br />

61.2 Wie is de moordenaar?<br />

a. Stel een lijst op van harde feiten die tegen de<br />

verdachten pleiten.<br />

b. Ga na wie als verdachte afvalt als je deze lijst<br />

hanteert.<br />

c. Stel een lijst op van feiten die minder hard zijn,<br />

maar wel een rol kunnen spelen.<br />

d. Verandert deze lijst het antwoord van b?<br />

e. Kun je op grond hiervan tot een uitkomst komen?<br />

Huiszoeking en aanhouding<br />

Er zijn nu enkele personen voldoende verdacht om een<br />

huiszoekingsbevel bij hen aan te vragen. Beslis bij<br />

welke personen je wel eens binnen wilt kijken en ga<br />

naar je leraar voor deze aanvraag. Als hij van mening is<br />

dat jij voldoende bewijs hebt voor een<br />

huiszoekingsbevel, zal hij je die geven. Van je leraar<br />

krijg je vervolgens een overzicht van wat er in het huis<br />

is aangetroffen. Kun je op basis van deze gegevens<br />

zeggen wie T. Thijssen heeft vermoord? Of zou je graag<br />

nog een huiszoekingsbevel bij iemand anders willen<br />

hebben? Daarvoor mag je weer naar je leraar gaan,<br />

indien je natuurlijk genoeg bewijs hebt om aan te<br />

kunnen tonen dat die persoon verdacht is.<br />

Opdracht 62<br />

Er is nog geen sprake geweest van een motief.<br />

a. Wat zou het motief van deze moord kunnen zijn?<br />

b. Wie zou dit motief kunnen hebben?<br />

c. Zijn er nog andere motieven mogelijk?<br />

d. Wie komt het meest in aanmerking als de dader, als<br />

je alleen op het motief zou letten?<br />

e. Vergelijk je conclusies met je medeleerlingen.<br />

Na de huiszoekingen heb je waarschijnlijk<br />

bewijsmateriaal aangetroffen dat naar een moordenaar<br />

wijst. Misschien heb je ook een idee wat het motief van


de moordenaar was. Maar met een vermoeden kun je<br />

niet bij een rechtbank aankomen, daarvoor heb je een<br />

bekentenis nodig. Om deze bekentenis te krijgen, zul je<br />

de verdachte moeten verhoren. Ga naar je leraar, voor<br />

een aanhoudingsbevel. Als hij/zij van mening is dat je<br />

voldoende bewijs hebt gevonden om de verdachte te<br />

verhoren, zal je leraar je de resultaten van het verhoor<br />

geven. Heb je een bekentenis?<br />

Opdracht 63<br />

Klopt het motief van de moordenaar met jouw idee?<br />

Maak het dossier compleet.


URL-Lijst<br />

URL1 Nederlands Forensisch Instituut<br />

http://www.forensischinstituut.nl<br />

URL2 Estimating the Time of Death<br />

http://www.pathguy.com/TimeDead<br />

URL3 Wandelzoekpagina, burlende herten<br />

http://www.wandelzoekpagina.nl/burlende_<br />

herten/damhert.php?naam=damhert1<br />

URL4 Wikipedia over Dactyloscopie<br />

http://nl.wikipedia.org/wiki/Dactyloscopie<br />

URL5 Wikipedia over gaschromatografie<br />

http://nl.wikipedia.org/wiki/Gaschromatogr<br />

afie<br />

URL6 CSI, the experience: web adventures<br />

http://forensics.rice.edu<br />

>doe de Case One, de forensic biology les<br />

URL7 Animatie PCR<br />

http://www.bioplek.org/animaties/molecula<br />

ire_genetica/PCR.html<br />

URL8 Animatie PCR<br />

http://www.youtube.com/watch?v=_YgXcJ4n<br />

-kQ<br />

URL9 Animation PCR<br />

http://www.sumanasinc.com/webcontent/a<br />

nimations/content/pcr.html

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!