V4 7.1 Fossiele brandstoffen

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

7.1 Fossiele brandstoffen

Waarom zijn fossiele brandstoffen zo belangrijk?

Hoe je uit aardolie producten maakt

Welke milieuproblemen veroorzaken fossiele brandstoffen?

Planning komende weken

• Week 25: § 7.1 & 7.2
• Week 26: Herhalen & oefentoets
• Week 27-28: toetsweek (H1 t/m 7.2)

Aardolie

• Belangrijke bron van grondstoffen voor de industrie
• Ontstaat uit plantenresten die miljoenen jaren diep in de aarde onder hoge druk hebben gestaan
• Mengsel van verschillende stoffen: worden gescheiden door gefractioneerde destillatie

Aardolie

• Vooral gebruikt voor warmteproductie en opwekken van elektriciteit
• De verbrandingswarmte geeft aan hoeveel warmte er vrijkomt bij de verbranding van een brandstof

Gefractioneerde destillatie

• Hiermee wordt het mengsel gescheiden in verschillende fracties (op verschil in kookpunt)
• Olie wordt verwarmd en condenseert op verschillende hoogte
• Grote moleculen fracties condenseren lager in de kolom

Kraken

• Nafta bestaat nog uit grote moleculen
• Kraken is het maken van kleinere moleculen uit grote moleculen
• Verhitten tot 850 °C en er treedt thermolyse op
• Er ontstaat etheen (C₂H₄) en mengsel van andere stoffen (propeen, butaan, pent-1-een bijv.)

Milieuproblemen

• Fossiele brandstoffen zijn veel C- en H-atomen, maar ook vaak S-atomen. Dit leidt tot CO₂, H₂O en SO₂.
• Daarnaast is de temperatuur zo hoog dat N₂ uit de lucht reageert tot stikstofoxiden: NO, NO₂, N₂O, N₂O₄, ....
  
• Verzamelnaam: NO_x

Zwaveldioxide

• SO₂ wordt in de atmosfeer omgezet tot zwavelzuur, H₂SO₄
• Reactie 1:        2 SO₂  +  O₂  →  2 SO₃
• Reactie 2:       SO₃  +  H₂O   →  H₂SO₄
• Leidt tot zure regen
• Oplossing: gebruik van ontzwavelde brandstoffen of door zuiveren van verbrandingsgassen in rookgas-ontzwavelingsinstallaties

Stikstofoxiden (NO_x)

• Stikstofoxiden zijn giftig voor de mens en tasten de ozonlaag aan:         NO   +   O₃   →   NO₂   +   O₂
• Sterk broeikasgas: 265 x zo sterk als CO₂
• Oplossing: in auto's zit een driewegkatalysator die schadelijke stoffen omzet naar N₂, CO₂ en H₂O
• OF: DeNOx-installaties bij elektriciteitcentrales

Koolstofdioxide

• Uitstoot van CO₂ is enorm toegenomen
• CO₂ draagt voor 70% bij aan versterkte broeikaseffect
• Oplossingen: energiebesparing, nieuwe brandstoffen ontwikkelen, CO₂ opslaan, productieprocessen die CO₂ gebruiken ontwikkelen

Zelfstandig werken

Paragraaf doorlezen

Opdrachten: 7.1: 1, 2, 4, 5, 6, 8