13.2 en 13.3

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

Duurzaamheid

13.2: Zuinig met stoffen 

13.3: Energie en rendement 

Programma 

Uitleg paragraaf 13.2 en 13.3

Zelf aan de slag (+ gelegenheid om vragen te stellen) 

Wat leer je?

• Rekenen met rendement, atoomeconomie en de E-factor
• een aantal begrippen die te maken hebben met energie en rendement

Rendement

Binas T37H

Bij de verbranding van 10 g methaan ontstaat 15 g water. Bereken het rendement van deze omzetting. 

Stap 1: Bereken de theoretische opbrengst

Stap 2: Bereken het rendement 

Stap 1: Bereken de theoretische opbrengst

Stap 2: Bereken het rendement 

Bij de verbranding van 10 g methaan ontstaat 15 g water. Bereken het rendement van deze omzetting. 

Bij de bereiding van zuurstof onstaat 12 g zuurstof uit 40 g kaliumchloraat. Bereken het rendement.

2KClO​3​​→2KCl+3O​2​​​​​

1. 76,4 procent
2. 15,7 procent
3. 39,2 procent
4. geen idee

Stap 1: Bereken de theoretische opbrengst

Stap 2: Bereken het rendement 

Aan de slag! 

Opgave 28a en b, 29 a, 30, 32a en b van paragraaf 13.3

Atoomeconomie

• Een andere manier van het berekenen van de duurzaamheid is de atoomeconomie.
• De atoomeconomie is berekenen welk deel van de moleculen van de beginstoffen in het gewenste reactieproduct terecht komen.
• Het doel hier is ook 100%

Atoomeconomie

CaCO₃ --> CaO + CO₂

Voor welke reactie is de atoomeconomie 100%?

Bereken de atoomeconomie van proces 1 en 3. 

Wat is juist over de atoomeconomie van de vorming van ijzer(III)chloride in de volgende reactie:
2 Fe + 3 Cl₂→ 2 FeCl₃

1. groter dan 100%
2. gelijk aan 100%
3. kleiner dan 100%

Aan de slag! 

opgave 17, 18, 20 en 27 van par 13.2

E-factor

azijnzuur (CH₃COOH) wordt gemaakt uit methanol en koolstofmono-oxide:
CH₃OH + CO → CH₃COOH
Het rendement is 75%. Bereken de E-factor.
Tip: kijk goed naar de vergelijking, de atoomeconomie is 100%!

1. 0,33
2. 25
3. 33
4. 75

uitleg 

CH₃OH + CO → CH₃COOH

atoomeconomie = 100% (want alles zit in het eindproduct)

de massa van de beginstoffen = massa gewenst product = 100%

  E-factor = ((32.04+28)- (0.75*60.04)) / (0.75*60.04) = 0.33 

Hoe meer afval per kg product ontstaat, 

hoe minder duurzaam deze industrie is. 

Onderstaande reactie bij de productie van titaan heeft een rendement van 80%. Wat is de E-factor van de productie van titanium uit titaanerts via deze reactie?

TiCl​4​​+2Mg→Ti+2MgCl​2​​

1. 0,20
2. 3,0
3. 4,0
4. 5,2

Alledrie op een rijtje: 37H

Aan de slag! 

 28c, 29b, 33 en 35 van par 13.3

Of verder met de stencils.

Het rendement, E-factor en atoomeconomie zeggen niet alles over hoe duurzaam een product is 

De gehele keten (levensloop) van een product moet worden meegenomen 

--> ketenanalyse

Levensloop:

1. productiefase
2. gebruiksfase
3. afvalfase

Naast naar de stoffen, moeten we ook kijken naar de energie die bij een proces nodig is of vrijkomt

Energie 

Energiebalans= berekening van de hoeveelheid energie die een bedrijf in en uit gaat.

Om de energiehuishouding zo goed mogelijk te laten verlopen worden warmtewisselaars gebruikt 

Warmtewisselaars

De warmte uit exotherme processen kan ergens anders in het proces hergebruikt worden d.m.v. een warmtewisselaar.

Warmtewisselaar

• Effectief gebruik maken van warmte-effecten: warmte van exotherme reactie gebruiken bij endotherme reactie.

Binas 38B1 kan ook helpen

In Binas 38B1 staan symbolen

waarmee sommige reactoren

worden aangegeven.

Bijvoorbeeld een 

warmtewisselaar.

Aan de slag! 

 31 van par 13.3 en examenopgave over o.a. warmtewisselaars