5.3 Brandstoffen en milieu

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

3VWO NOVA 

5.3 Brandstof en milieu

leerdoelen:

Aan het eind van de les:

• weet je welke stoffen in de atmosfeer komen door de verbranding van (fossiele) brandstoffen
• weet je welke milieuproblemen deze veroorzaken
• kun je voor- en nadelen noemen van alternatieve energiebronnen en  hoe deze een rol spelen in de discussie over de klimaat- en energiecrisis

Welke twee grote oorzaken van klimaatverandering zijn er?

1. Watergebruik
2. Kappen van bomen
3. Uitstoot van kooldioxide en methaan
4. Gebruik van kernenergie

Herhaling

Bij verbranding ontstaan de oxiden van de atomen die in de (brand)stof zaten

• Volledige verbranding
• Onvolledige verbranding

Herhaling

Geef de kloppende reactievergelijking van de onvolledige verbranding van methaan, waar naast koolstofmonooxide ook koolstof ontstaat.

Wat zijn de belangrijkste vormen van energie?

1. Steenkool

trage koolstof-

kringloop

Wat zijn de belangrijkste vormen van energie?

2. Aardolie

trage koolstofkringloop

Wat zijn de belangrijkste vormen van energie?

3. Aardgas

trage koolstofkringloop

Wat is de betekenis van fossiele energiebronnen?

Zonder fossiele brandstoffen was het

hoge ontwikkelingspeil van Nederland 

(en veel andere landen) niet mogelijk geweest.

Er bestaan twee soorten koolstofkringlopen. Welke?

1. Natuurlijke en onnatuurlijke koolstofkringloop
2. Trage en snelle koolstofkringloop
3. Menselijke en dierlijke koolstofkringloop
4. Homogene en heterogene koolstofkringloop

Fotosynthese

Glucose

Koolstofdioxide

Zuurstof

Water

Zonlicht

probleem fossiele brandstoffen?

CO2         

                H2O              SO2

                                NOx

Bij de verbranding van fossiele brandstoffen ontstaan de volgende oxiden:

Neem deze tabel over in je schrift om tijdens de uitleg aantekeningen te maken:

oxide	milieu probleem	oplossing(en)
NO x		1. 2.
SO 2
CO 2		alternatieven voor fossiele brandstoffen gebruiken

            

                                  SO2

                                NOx

In de hete motor reageren O₂ en N₂ uit de lucht met elkaar tot NO en NO₂ (NO_x). Als de brandstof S bevat, dan ontstaat er bij verbranding ook SO₂.

Welke gevolgen hebben NO_x en SO₂ voor het milieu?

zwavelzuur

salpeterzuur

ZURE REGEN

Zure regen: wat is zuur?

Hoe zuur een oplossing is, geef je aan met de pH waarde.

Het tegenovergestelde van zuur noem je basisch

Wat is GEEN gevolg van zure regen?

1. afbrokkelen van gebouwen
2. klimaatverandering
3. vissterfte in oppervlaktewater
4. bomen gaan dood

            SO2

                                NOx

Hoe kun je uitstoot van NO_x en SO₂ tegengaan?

In de hete motor reageren O₂ en N₂ uit de lucht met elkaar tot NO en NO₂ (NO_x). Als de brandstof S bevat, dan ontstaat er bij verbranding ook SO₂.

Om de uitstoot van SO₂ te verminderen, halen de olieconcerns het element S uit de brandstof

De katalysator in de uitlaat zet het schadelijke NO_x en CO om in stikstof (N₂) en koolstofdioxide (CO₂)

Door minder hard te rijden, komt er ook minder NOx in de lucht. Daarom mag je rondom grote steden maar 80 of 100 km/h op de snelweg

Wat zijn de gevolgen van het gebruik van fossiele energie voor de atmosfeer?

2. Versterkt broeikaseffect

Broeikaseffect

In de atmosfeer bevinden zich broeikasgassen.
De 2 belangrijkste zijn water(H₂O) en koolstofdioxide (CO₂)

Broeikasgassen kunnen infrarode straling (warmte) absorberen. (vasthouden)

Broeikaseffect

Als er teveel broeikasgassen vrijkomen op aarde ontstaat er een versterkt broeikaseffect.

Dit wordt voornamelijk door CO2 veroorzaakt. 

Welk milieuprobleem ontstaat door de uitstoot van CO2 bij verbranding van aardolieproducten?

1. gat in de ozonlaag
2. versterkt broeikaseffect
3. broeikaseffect
4. zure regen

Welke 2 van de volgende uitspraken over het broeikaseffect is/zijn waar

1. Het broeikaseffect wordt veroorzaakt door chloorgas
2. Het broeikaseffect is nodig om leven te laten ontstaan op een planeet
3. Het versterkt broeikaseffect ontstaat door koolstofmonoxide
4. verbranden van fossiele brandstoffen zorgt voor versterkt broeikaseffect

Is het broeikaseffect altijd slecht?

1. ja, want hoe minder opwarming van de aarde hoe beter
2. nee, zonder natuurlijk broeikaseffect zou het hier te koud zijn
3. broeikasgassen zijn giftig en dat is slecht voor de gezondheid
4. geen idee kunnen we daar een keer les over krijgen?

Welke gevolgen heeft het gebruik van fossiele brandstoffen?

- klimaatverandering

- opraken van fossiele brandstoffen

-soms: vervuiling/verzuring

Oplossing: Duurzame energiebronnen

duurzame energiebron?

Neem deze tabel over om tijdens de uitleg aantekeningen te maken:

alternatieve energiebron	duurzaam? ja/nee	noteer één voordeel	noteer één nadeel
windenergie
zonne-energie
biomassa
kernenergie

Welke oplossingen zijn er om het gebruik van fossiele brandstoffen en de uitstoot van CO2 te verminderen?

1. Windenergie (duurzaam)

Wat zijn de sterke en zwakke punten van duurzame vormen van energie?

Voordelen windenergie:

+ het waait bijna altijd in Nederland

+ het is bijna net zo duur als fossiele energie

+ duurzaam en schoon

Wat zijn de sterke en zwakke punten van duurzame vormen van energie?

Nadelen windenergie

- lawaai en horizonvervuiling 

- op zee = 3x zo duur

- betrouwbaarheid, het waait niet altijd 

- niet op te slaan

Welke oplossingen zijn er om het gebruik van fossiele brandstoffen en de uitstoot van CO2 te verminderen?

2. Zonne-energie (duurzaam)

Wat zijn de sterke en zwakke punten van duurzame vormen van energie?

Voordelen zonne-energie:

+ duurzaam en schoon

Wat zijn de sterke en zwakke punten van duurzame vormen van energie?

Nadelen van zonne-energie:

- hoge kosten

- betrouwbaarheid, weinig uren zon

- opwekken van energie niet op hetzelfde moment als verbruik > problemen om netwerk stabiel te houden

- grote zonneparken op land of water tasten bodem/waterkwaliteit aan (zonder licht geen plantengroei)

Welke oplossingen zijn er om het gebruik van fossiele brandstoffen en de uitstoot van CO2 te verminderen?

3. Biomassa (duurzaam?)

Wat zijn de sterke en zwakke punten van duurzame vormen van energie?

Voordelen biomassa:

+ goedkoop

+ duurzaam en schoon, of toch niet?

+ grondstof biobrandstof

Wat zijn de sterke en zwakke punten van duurzame vormen van energie?

Nadelen biomassa:

- neemt veel ruimte in

- ontbossing tropische regenwouden

- op de plek van voedselgewassen

Welke oplossingen zijn er om het gebruik van fossiele brandstoffen en de uitstoot van CO2 te verminderen?

4. Kernenergie (niet duurzaam!)

Wat zijn de sterke en zwakke punten van duurzame vormen van energie?

Voordelen kernenergie:

+ geen uitstoot CO2

Wat zijn de sterke en zwakke punten van duurzame vormen van energie?

Nadelen kernenergie:

- radio-actief afval moet meer dan 100 jaar opgeslagen worden

- kans dat het mis gaat is niet groot, maar ALS het mis gaat, is het een grote ramp met langdurige gevolgen voor de volksgezondheid

eigen werk

Leren: aantekeningen

maken: opgaven (zie planner)