les 4 H11.3 E-factor en Q-factor

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

les 4 E-factor

Hoe bereken je welk proces "groener" is?

HAVO 5 NOVA H11.3

Deze les

• weet je het nog? rendement en atoom-economie
• uitleg H11.3 E-factor (blz 89)
• maken opgave 18c, 19c en 20 

Leerdoel

Je kunt van een proces de E-factor berekenen

E-factor

De Environmental factor, kortweg E-factor, is:

• een maat voor hoeveelheid afval die bij een proces ontstaat
• heel geschikt om te vergelijken hoe groen processen zijn

De hoeveelheid afval is afhankelijk van:

1. hoeveel atomen uit de beginstof terechtkomen in het
    reactieproduct (--> atoomeconomie)

2. hoe efficiënt het proces verloopt (--> rendement)

Weet je het nog?

De formules om
 het rendement en
 de atoomeconomie
 te berekenen vind je in
 Binas tabel 37 H

Atoomeconomie berekenen

Rendement berekenen

Berekening:

• gegeven: 1000 ton cyclopentanon
• theoretische opbrengst: 1143 ton ethyleencyclopentaan
• praktische opbrengst: 892 ton ethyleencyclopentaan
  (dus de opbrengst die in de fabriek wordt verkregen)

Klik hier voor berekening van de theoretische opbrengst

Bereken de atoomeconomie voor

de productie van ijzer volgens deze reactie:

Fe​2​​O​3​​+3CO−>2Fe+3CO​2​​

atoomeconomie

massa gewenst product = 2x massa Fe

massa beginstoffen = massa (Fe₂O₃+3CO) 

Dus: 2x55,85 / (159,69 +3x28,01) x 100% = 45,83%
                                                                                         (4 significante cijfers)

afval door verlies aan atomen

Bij de productie van Fe uit Fe₂O₃ komt dus maar zo'n 46% van de atomen terecht in het gewenste product.

De overige atomen dragen bij aan de E-factor.

Zij worden gezien als verlies of afval.

Uit 10 ton ijzer(III)oxide ontstaat 5670 kg ijzer

volgens onderstaande reactie.

Bereken het rendement

Fe​2​​O​3​​+3CO−>2Fe+3CO​2​​

rendement

gegeven: 10 ton (=10.000 kg) Fe₂O₃ 

gevraagd: ? kg ijzer (= theoretische opbrengst)

• 10.000.000/159,69 = 62621 mol Fe₂O₃
•  62621 x 2 = 125243 mol Fe
•  125243 x 55,85 = 6994802 g = 6995 kg Fe 
• dus rendement : 5670 / 6995 x 100% = 81%
                                                                                    (2 significante cijfers)

afval door laag rendement

Bij de productie van ijzer uit Fe₂O₃ wordt maar
81% van het Fe₂O₃ omgezet in Fe. 

De overige 19% van Fe₂O₃ wordt niet/anders omgezet en draagt bij aan de E-factor. Deze hoeveelheid Fe₂O₃ is verlies.

verlies aan atomen en beginstof
 combineren in één berekening:

zó bereken je de E-factor

E-factor berekenen

In Binas 37H vind je de formule om de E-factor te berekenen:

In deze berekening worden atoomeconomie én rendement gecombineerd.
Op de volgende dia wordt de berekening voorgedaan.

Daarna volgt een filmpje waarin wordt uitgelegd hoe je de E-factor kunt uitrekenen met deze formule.

E-factor berekenen

Bereken de E-factor voor deze reactie met een rendement van 81% :

Fe​2​​O​3​​+3CO−>2Fe+3CO​2​​

E-factor

• massa beginstoffen = massa (Fe₂O₃+3CO): 243,72

•  massa gewenst product = 2x massa Fe: 111,7
• werkelijke massa gewenst product: 0,81x111,7 = 90,477
• E-factor = (243,72 - 90,477) / 90,477 = 1,7
                                                                                     (2 significante cijfers)                                                                               

E-factor en afval

• Met de E-factor bepaal je dus 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

Voorbereiden PO Groene Chemie

H11.3 leren blz 89

Bestudeer voorbeeldopdracht 3

Maken: 18c, 19c en 20

Op de volgende dia staat nog een filmpje
 met uitleg over de E-factor