H15 Groene Chemie

Groene Chemie
15.1 Atoomeconomie
15.2 Energiebalans
15.3 Reactiesnelheid
15.4 Blokschema's
15.5 Welk proces is groener?
1 / 51
volgende
Slide 1: Tekstslide
ScheikundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 5

In deze les zitten 51 slides, met interactieve quizzen en tekstslides.

Onderdelen in deze les

Groene Chemie
15.1 Atoomeconomie
15.2 Energiebalans
15.3 Reactiesnelheid
15.4 Blokschema's
15.5 Welk proces is groener?

Slide 1 - Tekstslide

Atoomeconomie
Formules in BINAS 37H:
1. Atoomeconomie
2. Rendement
3. E-factor (en Q-factor)


4. Grenswaarden (en TGG; tijdsgewogen gemiddelde)

Slide 2 - Tekstslide

Atoomeconomie

Dit is een zuiver theoretische waarde!




* te berekenen met de reactievergelijking en de molaire massa's
* massa% van de atomen van de beginstoffen in het product 

Slide 3 - Tekstslide

Rendement
Dit is een praktische waarde!



Te berekenen uit de reële opbrengst
van een uitgevoerde reactie

Slide 4 - Tekstslide

E-factor
Hoeveel kg afval ontstaat er per kg gewenst product?


Te berekenen met de reactievergelijking, de molaire massa's
en het rendement

Slide 5 - Tekstslide

Grenswaarden
Tijd gewogen gemiddelden (BINAS 97A): toegestane concentratie over 8 uur blootstelling is hoger dan over 15  minuten

Wordt gegeven in verschillende eenheden:
- mg/kg
- of in %, ‰, ppm en ppb

Slide 6 - Tekstslide

Welke bewering is juist over atoomeconomie...
A
kan > 100 % zijn
B
heeft een waarde van 0-100 %
C
Kan negatief zijn
D
is altijd 100% bij een vormingsreactie

Slide 7 - Quizvraag

Welke reactie heeft een atoomeconomie van 100 %
A
verbranden aluminium
B
verbranden methaan
C
methanol + ethaanzuur wordt ester + water
D
hydrolyse van de olie van glycerol en oliezuur

Slide 8 - Quizvraag

Bereken de atoomeconomie voor methylethanoaat.
A
20 %
B
25 %
C
80 %
D
75 %

Slide 9 - Quizvraag

Wat is de atoomeconomie van:

N2+3H22NH3
A
50%
B
75%
C
100%
D
Geen idee

Slide 10 - Quizvraag

atoomeconomie 80%; rendement 50%
E factor?
A
1 g per g product
B
60 g
C
1,5 %
D
1,5 g per g product

Slide 11 - Quizvraag

Wat is de E-factor van een proces met een atoomeconomie van 50% en een rendement van 50%?
A
1
B
5
C
3
D
0,25

Slide 12 - Quizvraag



azijnzuur (CH3COOH) wordt gemaakt uit methanol en koolstofmono-oxide. Het rendement is 75%. Bereken de E-factor

CH3OH+COCH3COOH
A
0,33
B
25
C
33
D
75

Slide 13 - Quizvraag

Welke bewering is juist over rendement...
A
kan > 100 % zijn
B
heeft een waarde van 0-100 %
C
Kan negatief zijn

Slide 14 - Quizvraag

15.2 Energiebalans
  • Reactiewarmte
  • Vormingswarmte
  • (Activeringsenergie)

Slide 15 - Tekstslide

Reactiewarmte
De "Wet van Hess":


Negatief: Exotherm
Positief: Endotherm
ΔE=EproductenEbeginstoffen

Slide 16 - Tekstslide

Vormingswarmte en reactiewarmte
  • Vormingswarmte: de energie (warmte) die vrijkomt bij het vormen van een verbinding vanuit de elementen (Binas 57)
  • De vormingswarmte van elementen is 0.

  • Reactiewarmtes kun je uitrekenen door vormingswarmtes te combineren

Slide 17 - Tekstslide

Slide 18 - Tekstslide

Slide 19 - Tekstslide

Verbrandings- en verdampingswarmte
  • Verbrandingswarmte (Binas 56) geeft de reactiewarmte van een aantal verbrandingsreacties.

  • Verdampingswarmte (Binas 59B) geeft de reactiewarmte van een verdampingsproces.
    Soms ontstaat er bij een reactie bijv. waterdamp in plaats van water.

Slide 20 - Tekstslide

Slide 21 - Tekstslide

Let op!
  • Vergeet niet het juiste teken over te nemen (+ of -).
  • Let op de fase van de stoffen, bijv. waterdamp of vloeibaar water.
  • Vergeet niet de factor 105 in de berekening.
  • Kijk naar de coëfficiënten in de reactievergelijking of je de reactiewarmte voor 1 mol hebt berekend of meer.
  • Gebruik haakjes bij het uitrekenen met je rekenmachine.

Slide 22 - Tekstslide

De energie die nodig is om een reactie op gang te brengen, wordt ... genoemd.
A
reactiewarmte
B
ontbrandingstemperatuur
C
Activeringsenergie

Slide 23 - Quizvraag


Bereken de reactiewarmte van:


A
– 448000 J / mol
B
337500 J / mol
C
448000 J / mol
D
– 337500 J / mol

Slide 24 - Quizvraag

Bij een exotherme reactie is het teken van de reactiewarmte...
A
positief
B
negatief
C
positief of negatief
D
dat kun je zo niet zeggen

Slide 25 - Quizvraag

Wat kun je zeggen over de verbrandingswarmte van glucose en de reactiewarmte van de fotosynthese?
A
Het getal is hetzelfde, het teken ook
B
Het getal is hetzelfde, het teken is anders.
C
Dat hangt van de temperatuur af.
D
Daar moet je eerst aan rekenen, voor je er iets over kunt zeggen.

Slide 26 - Quizvraag

Bereken de reactiewarmte van de vorming van ammoniumchloride uit ammoniak en waterstofchloride.

Slide 27 - Open vraag

Van redoxreacties kun je ook de reactiewarmte uitrekenen. Bijvoorbeeld van de vorming van zilverchloride. Hier komt een heel ander getal uit dan het potentiaalverschil van tabel 48. Met welke factor verschillen de reactiewarmte en het potentiaalverschil?

Slide 28 - Open vraag

15.3 Reactiesnelheid
reactiesnelheid & reactiesnelheidsconstante
Snelheidsbepalende stap
Evenwichtsreacties
Katalysators

Slide 29 - Tekstslide

Reactiesnelheid

Afhankelijk van.....

1. Temperatuur
2. Soort stof

3. Concentratie

4. Verdelingsgraad

5. Katalysator


Slide 30 - Tekstslide

Reactiesnelheid
  • Reactiesnelheid s
Molariteitsverandering per seconde

  • Reactiesnelheidsconstante k
    Fractionele verandering per seconde
(molL1s1)
(s1)

Slide 31 - Tekstslide

de reactiesnelheid is
A
de tijd die nodig is voor reactie
B
de energie die nodig is voor reactie
C
de molariteitsverandering per tijdseenheid

Slide 32 - Quizvraag

De reactiesnelheid is lager bij
A
een fijnere verdelingsgraad
B
een minder fijne verdelingsgraad
C
de verdelingsgraad is niet van invloed

Slide 33 - Quizvraag

De reactiesnelheid is hoger bij
A
Hoge temperatuur
B
Lage temperatuur

Slide 34 - Quizvraag

Welke van onderstaande factoren beïnvloedt NIET de reactiesnelheid?
A
Concentratie
B
Katalysator
C
Temperatuur
D
Volume

Slide 35 - Quizvraag

Evenwichten
De evenwichtsconstante van een reactie is direct gekoppeld aan de reactiesnelheidsconstantes:

VB: 
K=k2k1
HF+H2OH3O+(aq)+F(aq)
k2
k1

Slide 36 - Tekstslide

Evenwicht verstoren
Er is evenwicht als de snelheid van de heengaande reactie gelijk is aan de snelheid van de teruggaande reactie (s1 = s2)

Alles wat de reactiesnelheden verandert,
verandert dus ook de ligging van een evenwicht.

Slide 37 - Tekstslide

Weten jullie wat de "orde" van een reactie is?
A
Ja
B
Ik denk het wel...
C
Niet echt
D
Huh, wat?

Slide 38 - Quizvraag

Langzaamste stap bepaalt de snelheid van de reactie
De reactiesnelheid wordt bepaald door de langzaamste stap in het reactiemechanisme.






Slide 39 - Tekstslide

Eerst een "dom" vraagje:
Als er 5 auto's per minuut van A naar B gaan
en er gaan 2 auto's van B naar C per minuut,
hoeveel gaan er dan van A naar C per minuut?
timer
0:20

Slide 40 - Open vraag

Een katalysator
  • wordt niet verbruikt
  • verhoogt de reactiesnelheid
  • verlaagt de activeringsenergie
  • maakt soms een ander reactiemechanisme mogelijk

Slide 41 - Tekstslide

Wat doet een katalysator
met de reactiesnelheid?
A
vertraagt
B
versnelt
C
hangt af van de soort katalysator
D
geen invloed

Slide 42 - Quizvraag

Boltzmann

Slide 43 - Open vraag

15.4 Blokschema's
Fijn- en bulkchemie
Batch- en continuprocessen
Blokschema's lezen en tekenen

Slide 44 - Tekstslide

Fijn- en bulkchemie

Slide 45 - Woordweb

Soorten chemie
Fijnchemie
Bulkchemie
Volumes
Klein (Liters)
Groot (m3)
Bewerkingen
Veel en Complex
Weinig en Eenvoudig
Proces
Vaak "Batch"
Vaak "Continu"
Toegevoegde waarde
Hoog
Laag
Voorbeelden
Medicijnen, Verf, Elektronica
Chemicaliën, Brandstoffen, Metalen

Slide 46 - Tekstslide

Soorten processen
Batch
Continu
Volumes
Klein (Liters)
Groot (m3)
Bewerkingen
Aanpasbaar
Niet aanpasbaar
Kosten
Arbeid
Kapitaal
Voorbeelden
Medicijnen, Verf, Elektronica
Chemicaliën, Brandstoffen, Metalen

Slide 47 - Tekstslide

Slide 48 - Tekstslide

Slide 49 - Tekstslide

Opgave
Teken in je schrift het blokschema voor het maken van geraffineerde suiker uit suikerbieten.
  • Eerst worden de suikerbieten gewassen en fijngehakt. 
  • Vervolgens wordt warm water toegevoegd. De suiker lost op, de rest van de pulp niet. 
  • Dan wordt de bietenpulp van het suikerwater gescheiden met een zeef. 
  • Het gewonnen suikerwater wordt vervolgens verhit en tevens wordt met sneldraaiende trommelzeven, net zoals in een wasmachine, de suiker gescheiden van het water.


timer
5:00

Slide 50 - Tekstslide

Een begin van een juist antwoord kan er als volgt uit zien:

Slide 51 - Tekstslide