8.4 Brandstoffen en duurzaamheid

1 / 33
volgende
Slide 1: Tekstslide
ScheikundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 5

In deze les zitten 33 slides, met interactieve quiz en tekstslides.

time-iconLesduur is: 70 min

Onderdelen in deze les

Slide 1 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Slide 2 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Overzicht Periode 1
  • Thema: Energie en duurzaamheid, Koolstofchemie & Kunststoffen
  • Benodigde lesmaterialen: Chemie boek V5, Binas 7e editie, rekenmachine
Week 1
Week 2
Week 3
Week 4
Week 5
Week 6
Week 7
Week 8
Week 9
Week 10 
Week 11
Energie en duurzaamheid voorkennis 
Groenechemie en energie
Katalyse
Reactiewarmte berekenen
Brandstoffen en duurzaamheid
...
...
...
...

Slide 3 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Startklaar
  • Op je plek zitten 
  • Telefoon in het Zakkie 
  • Jas over de stoel, oortjes in de tas, tas op de grond
  • Schoolspullen op tafel: Boek, Chromebook, JdW-map, etui 
timer
3:00

Slide 4 - Tekstslide

1. Startklaar
Bij de start van iedere les verwelkomt de docent de leerlingen bij de ingang van de deur, noemt leerlingen bij naam, maakt oogcontact en besteedt aandacht aan hun welbevinden. De docent geeft het goede voorbeeld en spreekt hoge verwachtingen uit voor het verloop van de les door succescriteria op gewenst gedrag, schooltaal en effectief leren te benoemen. De leerlingen zijn startklaar: ingelogd in LessonUp, telefoons opgeborgen in het Zakkie, en JdW-map op tafel.
      Leerdoelen
  • Je leert over het gevolg van de koolstofdioxide-uitstoot van fossiele brandstoffen.
  • Je leert over de koolstofdioxide-uitstoot in energiecentrales.
  • Je leert over biobrandstoffen: biomassa, biodiesel, bio-ethanol en biogas.
  • Je leert over de stookwaarde en C/H verhouding van koolstofhoudende brandstoffen.

Slide 5 - Tekstslide

3. Leerdoelgericht werken
De docent geeft het onderwerp, RTTI geformuleerde leerdoelen en de lesopbouw aan. De docent weet de leerdoelen goed te laten aansluiten bij de voorkennis en het (taal)niveau van de leerlingen. Gedurende de les wordt continu een terugkoppeling naar de leerdoelen gemaakt om de mate van beheersing te controleren.   
Reductie van CO2-uitstoot
Nog steeds worden de fossiele brandstoffen het meest gebruikt. Dit moet minder vanwege 2 redenen:
De voorraad neemt af, een vergrote bijdrage aan het versterkt broeikaseffect.
De trage koolstofkringloop zorgt voor een versterkt effect, de snelle kringloop niet. 

Slide 6 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Elektrische energie opwekken
Veel van de energie die wij nu gebruiken wordt opgewekt in kolen- en gascentrales. Deze stoten 8% van alle CO2 uit.
Ze werken met waterdamp en een dynamo. Omdat er in dit proces veel energie-omzettingen zitten is het rendement laag.
Door middel van een berekening kan je inschatten hoeveel grondstoffen er nodig zijn.

Slide 7 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Steenkool omzetting
Bereken hoeveel gram steenkool minstens verbrand moet worden om een inductiekookplaat 5 minuten te gebruiken. Ga ervan uit dat steenkool volledig uit koolstof bestaat. Een inductiekookplaat verbruikt per uur circa 1,3 kWh. 
1 kWh = 3,6 x 106 J
1 mol C(s) = 12,01 g en levert bij volledige verbranding 
-3,935 x 105 J, de vormingswarmte van CO2(g)

Slide 8 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Steenkool omzetting
Hoeveel energie is er nodig:

Slide 9 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Steenkool omzetting
Hoeveel energie is er nodig:
(5 : 60) x 1,3 x (3,6 x 106) = 3,9 x 105 J


Slide 10 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Steenkool omzetting
Hoeveel energie is er nodig:
(5 : 60) x 1,3 x (3,6 x 106) = 3,9 x 105 J

Hoeveel mol C is er nodig:

Slide 11 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Steenkool omzetting
Hoeveel energie is er nodig:
(5 : 60) x 1,3 x (3,6 x 106) = 3,9 x 105 J

Hoeveel mol C is er nodig:
(3,9 x 105) : (3,935 x 105) = 0,99 mol


Slide 12 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Steenkool omzetting
Hoeveel energie is er nodig:
(5 : 60) x 1,3 x (3,6 x 106) = 3,9 x 105 J

Hoeveel mol C is er nodig:
(3,9 x 105) : (3,935 x 105) = 0,99 mol

Hoeveel gram C is er nodig:

Slide 13 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Steenkool omzetting
Hoeveel energie is er nodig:
(5 : 60) x 1,3 x (3,6 x 106) = 3,9 x 105 J

Hoeveel mol C is er nodig:
(3,9 x 105) : (3,935 x 105) = 0,99 mol

Hoeveel gram C is er nodig:
0,99 x 12,01 = 12 g C


Slide 14 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Steenkool omzetting
Hoeveel energie is er nodig:
(5 : 60) x 1,3 x (3,6 x 106) = 3,9 x 105 J

Hoeveel mol C is er nodig:
(3,9 x 105) : (3,935 x 105) = 0,99 mol

Hoeveel gram C is er nodig:
0,99 x 12,01 = 12 g C

Let op! Het rendement is veel kleiner dan 100%, hierdoor is er veel meer dan 12 g steenkool nodig.
3x4 gram

Slide 15 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Hoeveel kg CO2
Bereken voor hoeveel kg CO2 een huishouden gemiddeld per jaar verantwoordelijk is, uitgaande van de hoeveelheid verbruikte elektriciteit. Ga uit van een kolencentrale. Gemiddeld verbruikt een Nederlands huishouden 3000 kWh per jaar.

Slide 16 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Hoeveel kg CO2
Hoeveel energie is er nodig:
3000 kWh = 3000 x (3,6 x 106 J) = 1,08 x 1010 J

Slide 17 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Hoeveel kg CO2
Hoeveel energie is er nodig:

Slide 18 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Hoeveel kg CO2
Hoeveel energie is er nodig:
3000 kWh = 3000 x (3,6 x 106 J) = 1,08 x 1010 J

Aantal mol CO2 ontstaat er:

Slide 19 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Hoeveel kg CO2
Hoeveel energie is er nodig:
3000 kWh = 3000 x (3,6 x 106 J) = 1,08 x 1010 J

Aantal mol CO2 ontstaat er:
(1,08 x 1010) : (3,935 x 105) = 0,274 x 105 mol CO2


Slide 20 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Hoeveel kg CO2
Hoeveel energie is er nodig:
3000 kWh = 3000 x (3,6 x 106 J) = 1,08 x 1010 J

Aantal mol CO2 ontstaat er:
(1,08 x 1010) : (3,935 x 105) = 0,274 x 105 mol CO2

Hoeveel kilogram CO2 ontstaat er: 

Slide 21 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Hoeveel kg CO2
Hoeveel energie is er nodig:
3000 kWh = 3000 x (3,6 x 106 J) = 1,08 x 1010 J

Aantal mol CO2 ontstaat er:
(1,08 x 1010) : (3,935 x 105) = 0,274 x 105 mol CO2

Hoeveel kilogram CO2 ontstaat er: 
(0,274 x 105) × M(CO2) = (0,274 x 105) × 44,01 = 12,08 x 105 g = 1,2 x 103 kg CO2

Slide 22 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

CO2-neutraal
We zijn al een tijd op zoek naar alternatieven voor de fossiele brandstoffen, waterstof lijkt ideaal maar dit is lastig op grote schaal te produceren en op te slaan. 
Biobrandstof is een goed alternatief.
Fotosynthese slaat koolstof op in de chemische energie die als biobrandstof dient. De energie hiervoor komt door de zon. 
Dit is de korte koolstofkringloop.

Slide 23 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Slide 24 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Biobrandstoffen
Dit wordt gemaakt uit biomassa: planten, hout en poep.
Sommige oliën kunnen ook maar dan moet het wel onder de 10% blijven. Uit deze stoffen kan je namelijk ook een biodiesel maken. Het levert iets minder energie per kg stof op.
Een brandstof met 5% biodiesel heet B5, 100% is B100.

Slide 25 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Biodiesel door de jaren
De eerste generatie biodiesel had speciaal gekweekte gewassen nodig, de tweede generatie wordt gemaakt met afvalproducten. 
De derde generatie biobrandstof is nu in onderzoek en dat is gericht op algen. 

Slide 26 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Productie biobrandstof
Door de biomassa te vergisten of fermenteren kan het omgezet worden in biobrandstof.
Koolhydraten worden omgezet in glucose wat omgezet wordt in bio-ethanol:                                                                     
Bio-ethanol kan bijgemengd worden in benzine, E5/E95 en E10
Biogas wordt gemaakt bij de vergisting van mest. 

Slide 27 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Pyrolyse

Slide 28 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Stookwaarde van brandstof
Elke vorm van brandstof heeft zijn eigen stookwaarde, de hoeveelheid energie die vrijkomt bij de verbranding van 1 kg of m3 De C/H verhouding is van belang voor de hoeveelheid koolstof uitgestood wordt. 

Slide 29 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Aan de slag
Maak de opdrachten 35 t/m 41 en 44

Slide 30 - Tekstslide

6. Actieve verwerking
De docent maakt expliciet hoe de leerstof actief verwerkt dient te worden. De docent start met modelleren en laat leerlingen vervolgens actief inoefenen. Volgens het 'ik-wij-jullie/jij-wij' principe wordt de ondersteuning geleidelijk afgebouwd. Er wordt gevarieerd in oefentypes en het leerproces wordt zichtbaar gemaakt, bijvoorbeeld met hardop denken opdrachten. Effectieve leerstrategieën zoals zelftesten, gespreid leren, schema’s maken, en samenvatten volgens de Cornell-methode worden expliciet aangeleerd. Dit herkneden van de lesstof helpt bij het bewerken van het lange termijn geheugen
Afsluiting

Slide 31 - Tekstslide

8. Afsluiting
De docent controleert in de slotfase van de les of de leerdoelen door alle leerlingen behaald zijn en plaatst de les in de context van de betreffende periode. De docent evalueert samen met de leerlingen het leren en het gedrag en blikt vooruit aan de hand van de JdW-planner. 

    Begrippen uit deze les
  • ...
  • ...
  •  ...

Slide 32 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Exit ticket

Slide 33 - Open vraag

Deze slide heeft geen instructies