les 4 H11.3 E-factor en Q-factor

les 4 E-factor


Hoe bereken je welk proces "groener" is?
HAVO 5 NOVA H11.3
1 / 22
next
Slide 1: Slide
ScheikundeMiddelbare schoolhavoLeerjaar 5

This lesson contains 22 slides, with text slides and 1 video.

time-iconLesson duration is: 45 min

Items in this lesson

les 4 E-factor


Hoe bereken je welk proces "groener" is?
HAVO 5 NOVA H11.3

Slide 1 - Slide

Deze les
  • weet je het nog? rendement en atoom-economie
  • uitleg H11.3 E-factor (blz 89)
  • maken opgave 18c, 19c en 20 

Slide 2 - Slide

Leerdoel
Je kunt van een proces de E-factor berekenen

Slide 3 - Slide

E-factor
De Environmental factor, kortweg E-factor, is:
  • een maat voor hoeveelheid afval die bij een proces ontstaat
  • heel geschikt om te vergelijken hoe groen processen zijn
De hoeveelheid afval is afhankelijk van:
1. hoeveel atomen uit de beginstof terechtkomen in het
    reactieproduct (--> atoomeconomie)
2. hoe efficiënt het proces verloopt (--> rendement)

Slide 4 - Slide

Weet je het nog?
De formules om
 het rendement en
 de atoomeconomie
 te berekenen vind je in
 Binas tabel 37 H

Slide 5 - Slide

Atoomeconomie berekenen

Slide 6 - Slide

Rendement berekenen
Berekening:
  • gegeven: 1000 ton cyclopentanon
  • theoretische opbrengst: 1143 ton ethyleencyclopentaan
  • praktische opbrengst: 892 ton ethyleencyclopentaan
    (dus de opbrengst die in de fabriek wordt verkregen)
Klik hier voor berekening van de theoretische opbrengst

Slide 7 - Slide

Bereken de atoomeconomie voor
de productie van ijzer volgens deze reactie:
Fe2O3+3CO>2Fe+3CO2
timer
3:00

Slide 8 - Slide

atoomeconomie


massa gewenst product = 2x massa Fe
massa beginstoffen = massa (Fe2O3+3CO) 
Dus: 2x55,85 / (159,69 +3x28,01) x 100% = 45,83%
                                                                                         (4 significante cijfers)

Slide 9 - Slide

afval door verlies aan atomen
Bij de productie van Fe uit Fe2O3 komt dus maar zo'n 46% van de atomen terecht in het gewenste product.

De overige atomen dragen bij aan de E-factor.
Zij worden gezien als verlies of afval.

Slide 10 - Slide

Uit 10 ton ijzer(III)oxide ontstaat 5670 kg ijzer
volgens onderstaande reactie.
Bereken het rendement
Fe2O3+3CO>2Fe+3CO2
timer
5:00

Slide 11 - Slide

rendement
gegeven: 10 ton (=10.000 kg) Fe2O3 
gevraagd: ? kg ijzer (= theoretische opbrengst)
  • 10.000.000/159,69 = 62621 mol Fe2O3
  •  62621 x 2 = 125243 mol Fe
  •  125243 x 55,85 = 6994802 g = 6995 kg Fe 
  • dus rendement : 5670 / 6995 x 100% = 81%
                                                                                      (2 significante cijfers)

Slide 12 - Slide

afval door laag rendement
Bij de productie van ijzer uit Fe2O3 wordt maar
81% van het Fe2O3 omgezet in Fe. 

De overige 19% van Fe2O3 wordt niet/anders omgezet en draagt bij aan de E-factor. Deze hoeveelheid Fe2O3 is verlies.

Slide 13 - Slide

verlies aan atomen en beginstof
 combineren in één berekening:
zó bereken je de E-factor

Slide 14 - Slide

E-factor berekenen
In Binas 37H vind je de formule om de E-factor te berekenen:



In deze berekening worden atoomeconomie én rendement gecombineerd.
Op de volgende dia wordt de berekening voorgedaan.
Daarna volgt een filmpje waarin wordt uitgelegd hoe je de E-factor kunt uitrekenen met deze formule.

Slide 15 - Slide

E-factor berekenen

Slide 16 - Slide

Bereken de E-factor voor deze reactie met een rendement van 81% :
Fe2O3+3CO>2Fe+3CO2

Slide 17 - Slide

E-factor
  • massa beginstoffen = massa (Fe2O3+3CO): 243,72
  •  massa gewenst product = 2x massa Fe: 111,7
  • werkelijke massa gewenst product: 0,81x111,7 = 90,477
  • E-factor = (243,72 - 90,477) / 90,477 = 1,7
                                                                                       (2 significante cijfers)                                                                               

Slide 18 - Slide

E-factor en afval
  • Met de E-factor bepaal je dus hoeveel niet-nuttig product er ontstaat. Voor het gemak wordt dit "afval" genoemd.
  • Maar een proces met hoge E-factor hoeft niet altijd slecht te zijn voor het milieu.
  • Bijv.: bij de vorming van esters is het niet-nuttige reactieproduct water. Dit is niet milieu-belastend, maar draagt wel bij aan de E-factor.
  • Voor een groener proces is dus niet alleen de hoogte van de E-factor, maar ook het soort afval belangrijk.

Slide 19 - Slide

Q-factor
  • Hoe schadelijk afval is, wordt aangegeven met de Q-factor
  • Voor meer uitleg hierover zie:
    --> Binas Tabel 97 F (onderaan)

EXTRA

Slide 20 - Slide

Voorbereiden PO Groene Chemie
H11.3 leren blz 89
Bestudeer voorbeeldopdracht 3
Maken: 18c, 19c en 20

Op de volgende dia staat nog een filmpje
 met uitleg over de E-factor

Slide 21 - Slide

Slide 22 - Video