les 5 H11.3 De 12 principes en Qfactor

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

Les 5 12 principes en Q-factor

Wat betekent "duurzaam" en "groen"?

HAVO5 NOVA H11.3

deze les

• H11.3 belangrijke begrippen uit de Groene Chemie
• toelichting en voorbeelden
• maken opgave 18d, 19d en 22

leerdoelen

1. Je kunt een schatting geven van de Q-factor
2. je kunt mbv Binas de 12 principes van Groene Chemie toepassen op een proces

E-factor en afval

• Met de E-factor bepaal je 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.

Q-factor

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

EXTRA

bij groene chemie betekent duurzaam:

“Duurzame ontwikkeling is de ontwikkeling die aansluit op de behoeften van het heden zonder het vermogen van de toekomstige generaties om in hun eigen behoeften te voorzien in gevaar te brengen”      (Verenigde Naties)

Een manier van produceren die hieraan voldoet is "Circulaire Chemie". In het volgende filmpje wordt dit uitgelegd.

Groene Chemie

Bedrijven willen graag bijdragen aan een duurzame wereld en toekomst. Daarom zijn er uitgangspunten geformuleerd om processen schoner en efficiënter te maken.

Dit zijn de 12 principes van de groene chemie. Je vindt ze in Binas tabel 97F

Binas tabel 97 F

12 principes

 van de groene chemie

Opdracht

principes groene chemie	veiliger	minder E en/of grondstoffen	minder vervuiling	kosten besparend
1	X	X	X	X
2		X	X	X
.......

klaar?

Als het goed is heb je de 12 principes nu aandachtig gelezen en even nagedacht over de betekenis ervan. 

Dat was de bedoeling van deze opdracht. 

Er is niet maar één juist antwoord. 

Met de volgende opdracht zie je hoe je de 12 principes kunt toepassen bij het beoordelen van processen.

HW - 12 principes gebruiken

• Op de volgende dia's staan 5 casussen.
• In iedere casus worden processen met elkaar vergeleken.
• Noteer in je schrift
  voor iedere casus
  --> welk proces groener is en
  --> welke van 12 principes je
         gebruikt hebt voor je antwoord.

casus	groenste proces	nr principe
1
2
3
4
5

casus 1

Welk proces is groener? 

1. Een reactie waarbij methyleenchloride (dichloormethaan) als oplosmiddel gebruikt wordt

2. een reactie met water als oplosmiddel

3. een reactie zonder oplosmiddel.

Welk principe heb je gebruikt om tot je antwoord te komen?

uitwerking casus 1

Reactie 3 (zonder oplosmiddel) is groener dan reactie 2 (met water als oplosmiddel) en deze is weer groener dan reactie 1 (met methyleenchloride als oplosmiddel). Methyleenchloride is een giftige stof. Wanneer er een oplosmiddel wordt gebruikt, moet deze ook meestal verwijderd worden via een scheidingsmethode (kost extra energie).
Binas tabel 97F : uitgangspunt 5

casus 2

Welk proces is groener? 

1. Een reactie die plaatsvindt bij 200 °C 

2. Een reactie die bij kamertemperatuur plaatsvindt.

Welk principe heb je gebruikt om tot je antwoord te komen?

uitwerking casus 2

Reactie 2 (bij 200 °C) is veel minder groen (gebruikt veel meer energie) dan reactie 1 die bij kamertemperatuur plaatsvindt.

Binas tabel 97F : uitgangspunt 6

casus 3

Welk proces is groener? 

1. Een reactie waarbij een droogmiddel gebruikt wordt

2. Een reactie waarbij geen droogmiddel gebruikt hoeft te worden.

Welk principe heb je gebruikt om tot je antwoord te komen?

uitwerking casus 3

Reactie 2 (zonder droogmiddel) is groener dan reactie 1 (met droogmiddel), omdat een droogmiddel weer een extra scheidingsmethode meebrengt. Het droogmiddel behoort tot een van de stoffen die nodig is om een goed product te produceren. 

Binas tabel 97F : uitgangspunt 8

casus 4

Welk proces is groener? 

1. Een reactie waarbij een zuivering plaats moet vinden m.b.v. kristallisatie

2. Een reactie waarbij een zuivering plaats moet vinden m.b.v. destillatie.

Welk principe heb je gebruikt om tot je antwoord te komen?

uitwerking casus 4

Zuivering 1 (d.m.v. kristallisatie) is groener dan zuivering 2 (d.m.v. destillatie). Met kristallisatie is de temperatuur van het mengsel minder hoog dan wanneer destillatie gebruikt wordt. Bij kristallisatie wordt minder energie verbruikt dan bij destillatie.

Binas tabel 97F : uitgangspunt 6

casus 5

Welk proces is groener? 

1. Een synthese waarbij de reactanten uit aardolie afkomstig zijn

2. Een synthese waarbij de reactanten uit biomassa komen.

Welk principe heb je gebruikt om tot je antwoord te komen?

uitwerking casus 5

Synthese 2 (waarbij de reactanten uit biomassa afkomstig zijn) is groener dan synthese 1 (waarbij de reactanten uit aardolie afkomstig zijn), omdat bij grondstoffen uit biomassa er sprake is van duurzame grondstoffen.

Binas tabel 97F : uitgangspunt 7

keuze moment

Ga aan de slag met opgave 7 van H11.1 (reactie-energie berekenen)

óf

doe mee met de herhaling van het berekenen van de reactie-energie

Daarna ronden we de les klassikaal af

sleep de woorden naar de juiste plek

niet alle woorden worden gebruikt

beginstoffen

reactieproducten

Eact

geactiveerde toestand

dE < 0

dE > 0

niet-ontleedbare stoffen

dE = Eeind  -  Ebegin 

Gebruik Binas:
Wat is de vormingswarmte van waterdamp?

1. −2,86.10​5​​J
2. −2,42.10​5​​J
3. +2,86.10​5​​J
4. +2,42.10​5​​J

Wat is de vormingswarmte van waterstof?

1. −2,86.10​5​​J
2. −2,42.10​5​​J
3. −1,88.10​5​​J
4. 0J

Let op! Noteer en leer:

Zorg dat je het verschil in formules weet tussen

water                                             

waterdamp

waterstof

waterstofperoxide

H​2​​O(l)

H​2​​O(g)

H​2​​(g)

H​2​​O​2​​(l)

stappenplan

1. noteer de kloppende reactievergelijking

2. noteer onder elke stof de vormingswarmte uit Binas 57 en houd rekening met het aantal mol  (bijv 3 H2O = 3x vormings-warmte H2O)

4. Tel de energie van de beginstoffen op (Ebegin) en van de reactieproducten op (Eeind)

5. Bereken dE :  dE =  (Eeind)  - (Ebegin)     Gebruik haakjes!

6. Controleer of je dE nog moet omrekenen naar J per 1 mol

Bereken de reactiewarmte mbv Binas 57B

De vergelijking voor de fotosynthese is: 

6 CO₂ (g) + 6 H₂O(g) --> C₆H₁₂O₆ (s) + 6 O₂(g) 
De vormingswarmte van glucose is -12,74.10^{^5} J/mol.  Bereken de reactie-warmte van de vorming van glucose uit CO₂(g) en H₂O(g) in J per mol glucose.

Voorbereiden PO Groene Chemie

H11.3 doorlezen blz 90 + 91, bestudeer voorbeeldopdracht 4

Maken: 18d, 19d en 22

Herhaal H5.2 reactie-energie berekenen met de vormingswarmte en maak opgave 7 van H11.1

Tijdens de PO ga je twee productieprocessen met elkaar vergelijken en aan de hand van de 12 principes een advies uitbrengen welk proces het meest "groen" is. 

In het volgende filmpje kun je zien hoe je dat doet.

Heb je nog een vraag over deze les? Noteer die dan hier: