Doorbijten: Groene chemie, energie en evenwichten

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

Scheikunde doorbijten 2021

Groene chemie: scheiden, blokschema's, atoomeconomie, E-factor, rendement, milieu en gezondheid

Energie: reactiesnelheid, reactiewarmte uitrekenen, endotherm en exotherm

Evenwichten: aflopen, BOE(M)-tabel

Groene chemie (H13)

Scheiden

Blokschema's

Atoomeconomie en E-factor

Milieu en gezondheid

Filtreren

Extraheren

Bezinken en afgieten

Chromatografie

Adsorptie

Destilleren

Indampen

Centrifugeren

Suspensie

Oplossing

Mengsel van vaste stoffen

Extraheren

Filtreren

Centrifugeren

Chromatograferen

Destilleren

Indampen

Bezinken en afgieten

Blokschema's

Pijlen zijn stofstromen

Blokken zijn bewerkingen: reageren, scheiden, oplossen

Let op:

Pijlen moeten aansluiten!

Pijlen mogen niet kruisen!

Pijlen mogen alleen aansluiten op blokken!

Atoomeconomie (SD 1.7.7(38))

*massa in molaire massa, mbv reactievergelijking

Bereken de atoomeconomie van de reactie:

2S+3O​2​​→2SO​3​​

Bereken de atoomeconomie voor CaO

CaCO₃ --> CaO   +  CO₂

E-factor (SD 1.7.7 (38))

• Environmental factor of Ecofactor.
• Geeft aan hoe milieuvriendelijk een proces is.
• Water wordt niet altijd als ongewenst product gezien.
• Hoe lager de E-factor, hoe groener het proces.
• 𝐸−𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟=(𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛𝑠𝑡𝑜𝑓𝑓𝑒𝑛 - 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑜𝑝𝑏𝑟𝑒𝑛𝑔𝑠𝑡 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡) / (𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑜𝑝𝑏𝑟𝑒𝑛𝑔𝑠𝑡 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡 )
  
• Let op: hier houd je rekening met het rendement!

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

Veiligheid en milieu

Als er wordt gevraagd waarom een stof beter niet in het milieu kan komen, zeg dan niet: het is slecht voor het milieu => 0p => ALTIJD onderbouwen

Is het een broeikasgas? CO2, CH4, H2O (g) en cfk’s zijn broeikasgassen en leg dan uit wat het effect van deze stoffen is.

Is het SO2, NOx, NH3? Dan veroorzaakt het zure regen

Of kijk in SD 38.7 of 38.9 en zoek de stof op en zeg dan:

De stof is giftig bij inademen/ voor huid en ogen/ bij inwendig gebruik, volgens SD 38.9

Opdrachten 13.4

42, 47, 48, 49

Metalen 13.3

lezen en opd. 29

Energie (H9)

Endotherm/exotherm

Energiediagram

Reactiesnelheid

Reactiewarmte

Exotherm en Endotherm

Exotherm

Endotherm

1.3 Chemische reacties        exotherm & endotherm

Is dit een
exotherme of endotherm
reactie?

1. endotherm want product staat lager
2. Exotherm want product staat lager
3. exotherm, het is een verbranding
4. endotherm, het is ontleding

Teken het energiediagram van de verbranding van propaan. Zet de stoffen bij de energieniveau's en geef ΔE en Eact aan.

Welke reactie is altijd endotherm?

1. Fotolyse
2. Ontleding
3. Verbranding
4. Explosie

Reactiesnelheid 
(botsende deeltjes model)

• Soort stof: verschillende stoffen reageren anders.
• Verdelingsgraad: Hoe kleiner de korrels, hoe groter het contactoppervlak, hoe meer effectieve botsingen per seconde, hoe sneller de reactie.
• Concentratie: Hoe groter de concentratie, hoe meer effectieve botsingen per seconde, hoe groter de reactiesnelheid.
• Temperatuur: Hoe hoger de temperatuur, hoe meer effectieve botsingen per seconde, hoe groter de reactiesnelheid.
• Katalysator: verlaagd de activeringsenergie. Wordt gebruikt, maar niet verbruikt.

Als je de deeltjes van een stof fijner maakt wordt de reactiesnelheid...?

1. groter
2. kleiner
3. blijft gelijk

Reactiewarmte berekenen

- reactiewarmte berekenen met behulp van vormingswarmte (SD 9.2a en 9.2b)

(oftewel Eind - Begin)

Let op!

Elementen hebben geen vormingswarmte = 0

Vergeet 10^5 niet!

Bereken de reactiewarmte per mol NH3 van de vorming van ammoniak uit de elementen

Evenwichten (H13)

Wat is een dynamisch evenwicht?

Aflopend maken

BOE(M)-tabellen

Dynamisch evenwicht

• Er worden nog steeds moleculen omgezet in andere moleculen
• de snelheid van de reactie naar links is gelijk aan de snelheid van de reactie naar rechts
• de concentraties van de stoffen in het evenwicht veranderen niet meer
• 
  
• Tegenhanger van een dynamisch evenwicht: een statisch evenwicht (bijvoorbeeld een drijvend stuk hout)
  

Gegeven het evenwicht:
2 NO₂       N₂O₄ 

Bij evenwicht geldt altijd:

⇆

1. de snelheid vd reactie naar links = de snelheid vd reactie naar rechts
2. er treden geen reacties meer op
3. concentraties zijn gelijk
4. % effectieve botsingen = 0

Aflopend maken van een evenwicht

Als je een evenwicht aflopend wilt maken naar rechts, moet je zorgen dat de reactie naar links niet meer kan verlopen. Dat doe je door één van de stoffen die nodig zijn voor de reactie naar links weg te halen uit het reactiemengsel. Als je dit voortdurend doet, wordt het evenwicht een aflopende reactie naar rechts.

Hoe maak je deze reactie aflopend?

CaCO​3​​(s)⇆CaO(s)+CO​2​​(g)

BOEM-tabel in een 10L vat

stap 1  RV                                                                                3 H2     +    N2     <=> 2 NH3

stap 2 BOEM-tabel

stap 3 gegevens invullen

TIP: kijk goed naar de 

eenheden en gebruik

de juiste rij!

	H 2	N 2	NH 3
B egin	120	40
O mzetting
E venwicht	90
M olariteit

Hiernaast staat het BOE-schema van de vormingsreactie van HI (g) uit de elementen.
Welke concentratie wordt er van elke stof omgezet?

1. 
2. 
3. 
4.