Groene Chemie Les 1 Ariane en Jurre

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 5

Groene Chemie

• Introductie
• De 12 Principes 
• Hoe groen is een proces?

Wat betekend Duurzaam?

Verbetering van het proces

Ontwerpen met oog op afbraak

Minder risicovolle chemie

Katalyse

Tussentijdse analyse met het oog op preventie van milieuverontreiniging

Kies de stoffen bij een chemisch proces zó, dat het risico van chemische ongelukken zo klein

mogelijk is. Werk aan preventie op het gebied van brand en explosie

Gebruik een katalysator want gekatalyseerde reacties zijn efficiënter dan niet-gekatalyseerde

reacties.

Ontwerp en gebruik analysemethoden die ervoor zorgen dat milieuverontreinigende (bij)producten worden ontdekt zodra ze vrijkomen

Ontwerp chemische producten waaruit bij afbraak stoffen ontstaan die niet giftig zijn en niet ophopen in het milieu.

Veiliger oplosmiddelen

Energie-efficiënt ontwerpen

Gebruik van hernieuwbare grondstoffen

Reacties in weinig stappen

Vermijd tijdens de productie zoveel mogelijk het gebruik van oplosmiddelen

Verlaag de energie die nodig is, en probeer de opgewekte energie weer te gebruiken

Vermijd veel stappen in een reactie, want dit betekent ook dat er meer uitgangsstoffen nodig

zijn en dus ook dat er meer vervuiling ontstaat.

Zorg ervoor dat de stoffen zoveel mogelijk hernieuwbaar zijn.

Voorkom de vorming van afval zoveel mogelijk

Preventie

Atoomeconomie

Minder schadelijke chemische productie methoden

Ontwikkelen van minder schadelijke chemische stoffen

Zorg ervoor dat het eindproduct zoveel mogelijk atomen van de in het proces gebruikte stoffen bevat

Ontwerp waar mogelijk productiemethoden die mens en milieu zo weinig mogelijk schaden

Let er op dat producten doen wat ze moeten, met zo weinig mogelijk schade aan mens en milieu

De 12 principes

• Het gebruik van hulpstoffen (zoals oplosmiddelen en complexantia) moet zo veel mogelijk overbodig gemaakt worden. Als ze toch gebruikt worden, moeten ze zo weinig mogelijk schadelijke of toxische effecten met zich meebrengen.

• 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. Syntheses worden zo veel mogelijk uitgevoerd bij omgevingstemperatuur en standaarddruk.
  

• Het is beter afval te voorkomen dan afval later op te ruimen.

• Syntheseroutes moeten zo ontworpen worden dat de maximale hoeveelheid van alle uitgangsstoffen ingebouwd wordt in het uiteindelijke product (dit is het aantal nevenproducten minimaliseren).
  

• Waar mogelijk moeten syntheseroutes ontworpen worden waarin alleen stoffen gebruikt en gemaakt worden die weinig of geen (toxisch of mutageen) gevaar vormen voor mens of milieu.
  

• Chemicaliën moeten zo ontworpen worden dat ze zowel functioneel als effectief zijn, maar veel minder gevaarlijk.

De 12 principes

• Het uitgangsmateriaal moet, indien technisch en economisch mogelijk, hernieuwbaar zijn.
  

• Reduceer het aantal reactiestappen, gebruik geen onnodige tussenstappen (bijvoorbeeld bescherming en weer herstellen van functionaliteit).

• Katalytische hoeveelheden van reagentia, die zo selectief mogelijk zijn, zijn beter dan stoichiometrische reagentia.

• 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.

• Analytische methoden moeten verder ontwikkeld worden zodat chemische processen in situ, tijdens het proces zelf, gevolgd kunnen worden en gecontroleerd zodat de vorming van gevaarlijke verbindingen voorkomen kan worden.
  

• Stoffen, en de vorm waarin de stof gebruikt wordt, moeten zo gekozen worden dat de kans op ongelukken tijdens de reactie (ontsnappen van gassen, explosie, brand, straling) zo klein mogelijk is.

Atoomeconomie

massa product in de reactie / massa alle producten in de reactie     x100%

Het percentage van de gebruikte atomen die daadwerkelijk in het eindproduct zitten.

Hoe groter de atoomeconomie, hoe efficiënter de synthese is.

Bereken de atoomeconomie van ijzer tijdens het hoogovenproces
de stoffen reageren als volgt:
Fe2O3 (s) + 3CO (g) → 2Fe (l) + 3CO2 (g)

Rendement

Praktische opbrengst / Theoretische opbrengst    x100%

Het percentage van de echte opbrengst

Praktische opbrengst is gemeten

Theoretische opbrengst is mogelijk

Tijdens het hoogovenproces wordt ijzererts (Fe2O3) met koolstofmonooxide omgezet in
ijzer en koolstofdioxide volgens onderstaande reactie:
Fe2O3 (l) + 3 CO(g) → 2Fe(l) + 3 CO2 (g)
a) Bereken de theoretische opbrengst van ijzer in deze reactie, als 160 ton ijzererts reageert.
b) Wat is het rendement als er tijdens bovenstaand proces uit 160 ton ijzererts 90 ton ijzer
ontstaat

E-factor

E = (massa uitgangsstoffen - massa werkelijke opbrengst producten) / 

massa werkelijke opbrengst producten

Environmental factor

Hoeveelheid kg afval per kg gemaakt product

a)Bereken de theoretische opbrengst van O2 uit 40,0 g KClO3 .
2 KClO3 (s) → 2 KCl (s) + 3 O2 (g)
b) Bereken de E-factor bij een rendement voor O2 van 100%.
c) Bereken de E-factor bij een rendement voor O2 van 67%.

Vervuilingscoëfficiënt Q

    Binas 6e = 97A

  Binas 7e = 96A

MAC-waardes onder II en III

Q = Praktische opbrengst /

 MAC-waarde

Maximaal Aanvaarde Concentratie

Hoe lager hoe beter

Je kunt op twee manieren calciumchloride (CaCl2) maken: vanuit calciumcarbonaat (CaCO3) of vanuit calciumsulfiet CaSO3(s).
In het eerste geval ontstaat als bijproduct CO2 gas, in het tweede geval SO2 gas. Welke Q-waarde zou je aan CO2 willen toekennen? En aan SO2? Licht je antwoord toe

Elementbehoud

 Dezelfde atomen voor en na de pijl in een reactie

Emissie

 De hoeveelheid verontreinigende stoffen die uit de bron komt. 

Begrippen

Vragen & Feedback