Samenvatting van het hoofdstuk 15 en H18 uit het boek Nectar over groene chemie en brandstofcellen; informatie over de duurzaamheid van chemische processen en de impact op het klimaat, en over hoe een batterij, accu of brandstofcel werkt. Belangrijke informatie uit het boek, samengevoegd met inform...
GROENE ChEMIE
Atoomeconomie
Het streven naar verduurzaming in de chemische industrie wordt groene chemie genoemd.
Groene chemie maakt processen veiliger, gebruikt duurzame grondstoffen en energie en
produceert minder afval. Met de atoomeconomie bepaal je hoe efficiënt een productieproces
is.
In de molecuulmassa van de beginstoffen moeten alle beginstoffen genomen worden. Naast
de atoomeconomie speelt ook het rendement een belangrijke rol tijdens het kiezen van een
productieproces. Bij een productie waar meerdere reacties na elkaar verlopen moet je de
rendementen van elke stap met elkaar vermenigvuldigen.
De E-factor is een hulpmiddel om de efficiëntie van verschillende processen te vergelijken.
Je gebruikt bij de E-factor altijd de praktische opbrengst van het gewenste product! Hoe
groter de atoomeconomie en hoe hoger het rendement, des te lager is de E-factor.
m beginstoffen−m gewenst product
E−factor =
m gewenst product
Onder de Q-factor verstaan we de mate waarin een stof vervuilend is. Water heeft een Q-
factor van 0, niet schadelijke zouten (zoals NaCl) 1 en giftige producten tussen de 100 en
1000. Om veiligheid bij het werken van stoffen te garanderen, is voor veel stoffen een
grenswaarde vastgesteld; dat is de maximaal toegestane hoeveelheid van een stof in mg/m3
lucht op de werkplek. De TGG van 8 uur betekent dat binnen deze periode de concentratie
wel tijdelijk hoger mag zijn als daardoor geen gezondheidsschade ontstaan, maar het 8-uur
gemiddelde mag niet worden overgeschreden. Stoffen die erg giftig zijn, hebben een zeer
kleine grenswaarde. Deze wordt vaak uitgedrukt in ppm of ppb.
Energiebalans
Bij chemische reacties kunnen verschillende soorten energie ontstaan, maar bij alle
processen geldt dat de totale hoeveelheid energie constant blijft. De wet van behoud van
energie is altijd van toepassing. Bij alle processen treedt een energie-effect op: de reactie is
exotherm als er energie vrijkomt ( Δ E< 0) en endotherm als er energie wordt toegevoegd (
Δ E> 0 ¿.
Je kunt de reactiewarmte van een chemische reactie berekenen met behulp van de
vormingswarmte van de deelnemende stoffen. De vormingswarmte is de energie die nodig is
of vrijkomt bij de vorming van één mol stof uit de elementen.
Reactiesnelheid
De reactiesnelheid s is gedefinieerd als het aantal mol stof deeltjes dat per seconde ontstaat
of verdwijnt in een volume van één liter. Vijf factoren bepalen de reactiesnelheid: de soort
stof, de concentratie van de beginstoffen, de verdelingsgraad, de reactietemperatuur en een
katalysator. Het verband tussen de reactiesnelheid en de concentratie van de beginstoffen
wordt meestal experimenteel bepaald.
Een reactie verloopt lang niet altijd in één stap, er is vaak sprake van een
reactiemechanisme. De langzaamste stap bepaalt dan de snelheid van de totale reactie. De
concentratie beginstoffen in de snelheidsbepalende stap bepaalt dan ook de reactiesnelheid.
Veel reacties zijn evenwichtsreactie, het rendement is daardoor laag. Het is belangrijk dat de
insteltijd, de tijd tussen het begin van de reactie en de evenwichtstoestand, zo klein mogelijk
is. Dit kan door de druk en de temperatuur te variëren. Als je een katalysator in een
productieproces met evenwichtsreacties gebruikt, neemt de snelheid van beide reacties
evenveel toe, de insteltijd wordt wel kleiner.
Blokschemas
Bij de chemische industrie wordt onderscheid gemaakt tussen de fijnchemie en de
bulkchemie. Tot de fijnchemie behoren processen waarin relatief kleine hoeveelheden van
een stof ontstaan, maar waarvoor wel ingewikkelde synthesen nodig zijn. Bulkchemie is het
maken van enorme hoeveelheden van één product.
Elk proces begint met de aanvoer van grondstoffen. De voorbewerking is het geschikt maken
van de grondstoffen voor de reactie door bijvoorbeeld zuivering, fijn verdelen of verwarmen.
De volgende stap is de chemische reactie die in een reactor plaatsvindt.
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller 151317. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $5.15. You're not tied to anything after your purchase.
