Scheikunde H15 | Groene chemie compleet samengevat? Dan is dit de samenvatting die je moet nemen! Van het boek Chemie Overal 5/6 VWO is dit H15 | Groene chemie samengevat in één compleet document. Alle blauwe woorden worden uitgelegd en zo ben je ideaal voorbereid op de toets.
H15 | Groene chemie
15.1 Atoomeconomie
Principes van de groene chemie
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. Alle uitgangspunten zijn te vinden in BINAS tabel 97F.
Met de atoomeconomie bepaal je hoe efficiënt een productieproces is. Voor de atoomeconomie
geldt de definitie:
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒𝑤𝑒𝑛𝑠𝑡 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡
𝐴𝑡𝑜𝑜𝑚𝑒𝑐𝑜𝑛𝑜𝑚𝑖𝑒 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛𝑠𝑡𝑜𝑓𝑓𝑒𝑛
× 100%, met 𝑚 de molecuulmassa.
In de massa van de beginstoffen moeten alle beginstoffen meegenomen worden, dus ook ionen die
niet aan de reactie meedoen.
Naast de atoomeconomie heeft ook het rendement een belangrijke rol bij het kiezen van een
productieproces. Onder rendement verstaan we:
𝑝𝑟𝑎𝑘𝑡𝑖𝑠𝑐ℎ𝑒 𝑜𝑝𝑏𝑟𝑒𝑛𝑔𝑠𝑡
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡 = 𝑡ℎ𝑒𝑜𝑟𝑒𝑡𝑖𝑠𝑐ℎ𝑒 𝑜𝑝𝑏𝑟𝑒𝑛𝑔𝑠𝑡
× 100%
De theoretische opbrengst is de massa van het product die volgens een kloppende reactie maximaal
bij een aflopende reactie kan ontstaan. De praktische opbrengst is de massa van het product die in
werkelijkheid ontstaat.
E-factor en Q-factor
In de E–factor wordt de informatie uit de de atoomeconomie en het rendement gecombineerd. De
E-factor is een maat voor de hoeveelheid afval die ontstaat bij een productieproces. Je kunt
hiermee de efficiëntie van verschillende processen vergelijken.
Je kunt de E-factor weergeven als:
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛𝑠𝑡𝑜𝑓𝑓𝑒𝑛 − 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒𝑤𝑒𝑛𝑠𝑡 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡
𝐸-𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒𝑤𝑒𝑛𝑠𝑡 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡
× 100%
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.
Niet alleen de hoeveelheid afval die ontstaat bij een proces is belangrijk, maar ook het soort afval.
Daarom is er een ook een vervuilingsfactor Q ingevoerd. Onder de Q-factor verstaan we de mate
waarin een stof vervuilend is. Water heeft bijvoorbeeld een Q-factor van 0, terwijl giftige
producten een Q-factor hebben van 100 … 1000.
Om te bepalen hoe groen een synthese is, kijk je naar de E-factor en de Q-factor.
Grenswaarde
Om de veiligheid bij het werken met stoffen te bevorderen, is voor veel stoffen een grenswaarde
vastgesteld. De grenswaarde is de maximaal toegestane hoeveelheid van een stof in mg per m3
lucht op de werkplek. Bij het vaststellen van deze waarde wordt er op gelet dat de gezondheid van
de werknemers niet wordt geschaad.
In BINAS tabel 97A vind je de grenswaarden van een aantal stoffen met een TGG (Tijd Gewogen
Gemiddelde) van 8 uur. Er zijn soms ook grenswaarde met een TGG van vijftien minuten.
Stoffen die erg giftig zijn hebben een zeer kleine grenswaarde. Deze waarde wordt vaak uitgedrukt
in ppm (parts per million → 106) of in ppb (parts per billion → 109).
Hieronder zie je formules voor procent, promille, ppm en ppb:
ℎ𝑜𝑒𝑣𝑒𝑒𝑙ℎ𝑒𝑖𝑑 𝑠𝑡𝑜𝑓 𝑋
𝑃𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑔𝑒 𝑠𝑡𝑜𝑓 𝑋 𝑖𝑛 𝑒𝑒𝑛 𝑚𝑒𝑛𝑔𝑠𝑒𝑙: ℎ𝑜𝑒𝑣𝑒𝑒𝑙ℎ𝑒𝑖𝑑 𝑚𝑒𝑛𝑔𝑠𝑒𝑙
× 100%‰
ℎ𝑜𝑒𝑣𝑒𝑒𝑙ℎ𝑒𝑖𝑑 𝑠𝑡𝑜𝑓 𝑋
𝑃𝑟𝑜𝑚𝑖𝑙𝑙𝑎𝑔𝑒 𝑠𝑡𝑜𝑓 𝑋 𝑖𝑛 𝑒𝑒𝑛 𝑚𝑒𝑛𝑔𝑠𝑒𝑙: ℎ𝑜𝑒𝑣𝑒𝑒𝑙ℎ𝑒𝑖𝑑 𝑚𝑒𝑛𝑔𝑠𝑒𝑙
× 100‰
ℎ𝑜𝑒𝑣𝑒𝑒𝑙ℎ𝑒𝑖𝑑 𝑠𝑡𝑜𝑓 𝑋 6
𝐴𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑝𝑝𝑚 𝑠𝑡𝑜𝑓 𝑋 𝑖𝑛 𝑒𝑒𝑛 𝑚𝑒𝑛𝑔𝑠𝑒𝑙: ℎ𝑜𝑒𝑣𝑒𝑒𝑙ℎ𝑒𝑖𝑑 𝑚𝑒𝑛𝑔𝑠𝑒𝑙
× 10 ppm
ℎ𝑜𝑒𝑣𝑒𝑒𝑙ℎ𝑒𝑖𝑑 𝑠𝑡𝑜𝑓 𝑋 9
𝐴𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑝𝑝𝑏 𝑠𝑡𝑜𝑓 𝑋 𝑖𝑛 𝑒𝑒𝑛 𝑚𝑒𝑛𝑔𝑠𝑒𝑙: ℎ𝑜𝑒𝑣𝑒𝑒𝑙ℎ𝑒𝑖𝑑 𝑚𝑒𝑛𝑔𝑠𝑒𝑙
× 10 ppb
15.2 Energiebalans
Het energie-effect van een reactie
Bij chemische reacties kunnen verschillende soorten energie ontstaan, maar bij alle processen geldt
dat de totale hoeveelheid energie constant blijft. Dit heet de energiebalans.
De wet van behoud van energie zegt: energie gaat niet verloren, maar wordt omgezet van de ene
vorm in de andere vorm (licht, warmte, elektriciteit).
Voor de reactie-energie (∆𝐸) geldt:
∆𝐸 = 𝐸𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑒𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑒𝑛 − 𝐸𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛𝑠𝑡𝑜𝑓𝑓𝑒𝑛
Bij alle processen treedt een energie-effect op. Bij een exotherme reactie komt energie vrij, de
reactieproducten hebben minder energie dan de beginstoffen (∆𝐸 < 0 𝐽). Bij een endotherme
reactie wordt energie opgenomen, de reactieproducten hebben meer energie dan de beginstoffen
(∆𝐸 > 0 𝐽).
Omdat de reactie-energie meestal vrijwel volledig uit warmte bestaat, noem je de reactie-energie
ook wel reactiewarmte.
Vormingswarmte en reactiewarmte
Je kunt de reactiewarmte van een chemische reactie berekenen met behulp van de
vormingswarmte van deelnemende stoffen. De vormingswarmte is de energie die nodig is of
vrijkomt bij de vorming van één mol stof uit de elementen. De chemische energie van de
elementen stel je daarbij op nul. Er geldt:
∆𝐸 = 𝑣𝑜𝑟𝑚𝑖𝑛𝑔𝑠𝑤𝑎𝑟𝑚𝑡𝑒𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑒𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑒𝑛 − 𝑣𝑜𝑟𝑚𝑖𝑛𝑔𝑠𝑤𝑎𝑟𝑚𝑡𝑒𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛𝑠𝑡𝑜𝑓𝑓𝑒𝑛
Daarbij maak je gebruik van de energiebalans waarbij je voor de Ebeginstoffen en de Ereactieproducten de
vormingswarmten gebruikt van de beginstoffen en de reactieproducten. In BINAS
tabel 57A en 57B vind je de vormingswarmte van een aantal stoffen.
Je kan ook van de reactie een energiediagram maken. In dit diagram vermeld je
ook de coëfficiënten van de reactievergelijking. De vormingswarmten zijn immers
in joule per mol gegeven.
15.3 Reactiesnelheid
Reactiesnelheid
Er zijn vijf factoren die invloed hebben op de reactiesnelheid:
● de soort stof;
● de concentratie van de beginstoffen;
● de verdelingsgraad;
● de reactietemperatuur;
● een katalysator.
De reactiesnelheid, s, is gedefinieerd als het aantal mol stof of het aantal mol deeltjes dat per
seconde ontstaat of verdwijnt in een volume van één liter. De eenheid is mol L-1 s-1.
Als je bij een experiment de reactiesnelheid wilt meten, moet je kiezen voor een reactie waarvan
je de concentratieverandering goed kunt meten.
Snelheidsbepalende stap
Een reactie verloopt niet altijd in één stap. Er is sprake van een reactiemechanisme waarbij
meerdere stappen achter elkaar verlopen. De langzaamste stap bepaalt de snelheid van de totale
reactie.
Reactiesnelheid en evenwicht
Veel reacties zijn evenwichtsreacties. Het is heel belangrijk dat de tijd tussen het begin van de
reactie en het intreden van de evenwichtstoestand zo kort mogelijk is. Je noemt deze tijd de
insteltijd, t1, van het evenwicht.
2
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 Justin1303. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $3.25. You're not tied to anything after your purchase.
