5H NOVA H11.3 groene productieprocessen

Les 4 12 principes en Q-factor

Wat betekent "duurzaam" en "groen"?

HAVO 5 NOVA H11.1

1 / 31

Slide 1: Slide

ScheikundeMiddelbare schoolhavo, vwoLeerjaar 5

This lesson contains 31 slides, with interactive quizzes, text slides and 4 videos.

Lesson duration is: 45 min

Items in this lesson

Les 4 12 principes en Q-factor

Wat betekent "duurzaam" en "groen"?

HAVO 5 NOVA H11.1

Slide 1 - Slide

Leerdoelen: je kunt ...

... uitleg geven waaraan een duurzaam proces verloopt
... uitleg geven aan de hand van de twaalf principes van groene chemie (BINAS tabel 97F)
... uitleggen wat cradle to cradle betekent en herkennen

Slide 2 - Slide

Duurzaamheid

De manier waarop wij leven en de dingen die we produceren hebben invloed op de wereld om ons heen.

Wanneer er geen schade wordt toegebracht aan mensen, aarde of milieu.

3 Principes: People, Planet, Profit

Het volgende filmpje van Heineken geeft een idee van groene chemie en duurzaamheid.

Slide 3 - Slide

Slide 4 - Video

Bij groene chemie betekent duurzaam:

“Duurzame ontwikkeling is de ontwikkeling die aansluit op de behoeften van het heden zonder het vermogen van de toekomstige generaties om in hun eigen behoeften te voorzien in gevaar te brengen” (Verenigde Naties)

Een manier van produceren die hieraan voldoet is "Cradle to Cradle".

Slide 5 - Slide

Slide 6 - Video

Groene Chemie

Bedrijven willen graag bijdragen aan een duurzame wereld en toekomst. Daarom zijn er uitgangspunten geformuleerd om processen schoner en efficiënter te maken.

Dit zijn de 12 principes van de groene chemie: Binas tabel 97F

Slide 7 - Slide

processen die gebaseerd zijn op de 12 principes van de groene chemie zijn duurzamer:

Binas 97F

tabel 6 op pagina 216

Slide 8 - Slide

Opdracht

Zoek de 12 principes op in Binas en maak vier kolommen in je schrift:

Het is veiliger
Gebruiken minder grondstoffen en energie
Geven minder vervuiling
Kostenbesparend

Zet nu de nummers 1 tm 12 onder elkaar in de kantlijn

Lees principe 1 en zet in elke kolom die bij dit principe past een kruisje. Doe dit ook voor de overige 11 principes

Klaar? Begin alvast aan de opdrachten 1 t/m 6

Slide 9 - Slide

klaar?

Als het goed is heb je de 12 principes nu aandachtig gelezen en even nagedacht over de betekenis ervan.

Dat was de bedoeling van deze opdracht.

Er is niet maar één juist antwoord.

Slide 10 - Slide

Gebruik de principes van de groene chemie, Binas tabel 97F.
Geef aan bij welk(e) principe(s) de volgende stelling hoort:

Het gebruiken van het afval van suikerriet
om een kunststof te maken.

principe 1

principe 5

principe 3

principe 7

Slide 11 - Quiz

Het gebruiken van het afval van suikerriet

om een kunststof te maken.

Principe 7: Het suikerriet groeit het volgende jaar weer aan.

Past bij: Het uitgangsmateriaal moet, indien technisch en economisch mogelijk, hernieuwbaar zijn.

Gebruik de principes van de groene chemie, Binas tabel 97F. Geef aan bij welk(e) principe(s) de volgende stelling hoort:

Slide 12 - Slide

Gebruik de principes van de groene chemie, Binas tabel 97F.
Geef aan bij welk(e) principe(s) de volgende stelling hoort:

Het ontwerpen van plastic tassen die afbreekbaar zijn in het milieu.

principe 8

principe 10

principe 6

principe 4

Slide 13 - Quiz

Het ontwerpen van plastic tassen die afbreekbaar zijn in het milieu

Principe 10. Ontwerpen met het oog op afbraak

Chemische producten dienen zo ontworpen te worden dat ze aan het eind van hun gebruiksperiode niet in het milieu achterblijven, maar afgebroken kunnen worden tot ongevaarlijke reststoffen of tot uitgangsmaterialen.

Gebruik de principes van de groene chemie, Binas tabel 97F. Geef aan bij welk(e) principe(s) de volgende stelling hoort:

Slide 14 - Slide

Gebruik de principes van de groene chemie, Binas tabel 97F.
Geef aan bij welk(e) principe(s) de volgende stelling hoort:

Fabriek A levert verwarmd water aan fabriek B, die het gebruikt voor het verwarmen van zijn uitgangsstoffen.

principe 8

principe 6

principe 4

principe 2

Slide 15 - Quiz

Fabriek A levert verwarmd water aan fabriek B, die het gebruikt voor het verwarmen van zijn uitgangsstoffen.

Principe 6. Energie-efficiënt ontwerpen

6: De energiebehoefte van het proces moet in het geheel meegenomen en beoordeeld worden op zijn economische impact, maar vooral op zijn impact op het milieu. In ieder geval dient deze impact zo laag mogelijk te zijn.

Gebruik de principes van de groene chemie, Binas tabel 97F. Geef aan bij welk(e) principe(s) de volgende stelling hoort:

Slide 16 - Slide

Duurzaamheid

Duurzame ontwikkelingen zijn belangrijk voor toekomstige generaties!

Ze moeten minder energie en grondstoffen consumeren en zuiverdere en minder gevaarlijke stoffen opleveren.

En daar kunnen we ook aan rekenen!

Slide 17 - Slide

Duurzaamheid

Duurzame ontwikkelingen zijn belangrijk voor toekomstige generaties!

Cijfermatig beeld van "groene chemie" via:

1. Atoomeconomie

2. Rendement

3. E-factor

ad.1: zoveel mogelijk atomen uit beginstoffen komen terug in gewenste product

ad.2: in de praktijk wordt de maximale 100% vrijwel nooit gehaald, omdat er bijproducten ontstaan en/of bij zuivering stof verloren gaat.

ad.3: een hogere environmental factor geeft minder kg afval per kg gewenst product

Slide 18 - Slide

Atoomeconomie

Een optimale atoomeconomie houdt in dat het eindproduct zoveel mogelijk atomen van de in het proces gebruikte grondstoffen bevat.

-> berekenen op basis van molecuulmassa's (niet vergeten: molverhouding!)

A t o o m e c o n o m i e = \frac{​ M m a s s a g e w e n s t p r o d u c t ​ ​}{​ M m a s s a b e g i n s t o f f e n ​} \cdot 100

Slide 19 - Slide

Wat is juist over de atoomeconomie van ijzerchloride in de volgende reactie (max. 30 seconden tijd om te antwoorden):

2 F e + 3 C l^{​ 2 ​ ​} \to 2 F e C l^{​ 3 ​ ​}

groter dan 100%

gelijk aan 100%

kleiner dan 100%

Slide 20 - Quiz

Bereken de atoomeconomie voor de vorming van calciumoxide uit calciumcarbonaat. De bijbehorende reactievergelijking is: CaCO₃ --> CaO + CO₂

Slide 21 - Open question

Bereken de atoomeconomie van de reactie waarbij 2-broombenzeen-1-ol
(= molecuul met ringstructuur rechts)
het gewenste reactieproduct is.

Slide 22 - Open question

Rendement

In de praktijk wordt de maximale 100% vrijwel nooit gehaald, omdat er bijproducten ontstaan en/of bij zuivering een deel van de stof verloren gaat.

-> praktische opbrengst is altijd gegeven in de vraag

-> theoretische opbrengst berekenen met verhouding van molecuulmassa's

R e n d e m e n t = \frac{​ m a s s a w e r k e l i j k e o p b r e n g s t ​ ​}{​ m a s s a t h e o r e t i s c h e o p b r e n g s t ​} \cdot 100

Slide 23 - Slide

Bij de additie van water aan 1,0 kg propeen
ontstaat 0,80 kg propaan-1-ol.
Bereken het rendement van deze reactie.

Slide 24 - Open question

Bereken het rendement van dit proces als er 12,7 ton ijzer ontstaat uit 20,4 ton ijzeroxide.

Slide 25 - Open question

E-factor

E-factor, Environmental factor, is het aantal kg afval per kg product.

-> berekenen op basis van molecuulmassa's (niet vergeten: molverhouding!)
maar: bij massa gewenst product wel rekening houden met rendement!

E f a c t o r = \frac{​ M b e g i n s t o f f e n - M g e w e n s t p r o d u c t ​ ​}{​ M g e w e n s t p r o d u c t ​} \cdot 100

Slide 26 - Slide

Bereken de E-factor van de volgende reactie,
waarbij natrium het gewenste product is
en er slecht 80% rendement is:
2 NaCl --> 2 Na + Cl2

Slide 27 - Open question

Leerdoelen: kun je ...

... uitleg geven aan de hand van de twaalf principes van groene chemie (BINAS tabel 97F / boek tabel 6 op pag. 216)
... rekenen aan de atoomeconomie (BINAS tabel 37H en 97F)
... het belang van een zo hoog mogelijk atoomeconomie uitleggen
... rekenen aan het rendement en de E-factor (BINAS tabel 37H en 97F)
... uitleggen wat cradle to cradle betekent en herkennen