H13 .1 groene productie en 13.2 Blokschema's

H13 Duurzaam produceren
13.1 Groene chemie 
 
1 / 16
next
Slide 1: Slide
ScheikundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 5

This lesson contains 16 slides, with interactive quizzes and text slides.

time-iconLesson duration is: 45 min

Items in this lesson

H13 Duurzaam produceren
13.1 Groene chemie 
 

Slide 1 - Slide

Leerdoelen
Leerdoelen 13.1 
  • Je leert waaraan een duurzaam proces voldoet.
  • Je leert de uitgangspunten van groene chemie.
  • Je leert het berekenen van atoomeconomie, rendement en E-factor van processen.


Slide 2 - Slide

Wanneer denk je dat een proces duurzaam is?

Slide 3 - Open question

People-planet-profit benadering voor duurzame ontwikkelingen (er zijn meerdere benaderingen)
  • Niet belastend voor mensen: geen gevaar voor mensen nu en in de toekomst (People).
  • Minder belasting voor het milieu: energiebesparing, minder afval (recycling) en gebruik van duurzame energiebronnen in plaats van fossiele brandstoffen (Planet).
  • Hogere opbrengst en winst: winst voor bedrijven en welvaart (economische groei) voor mensen (Profit).


Slide 4 - Slide

H14 Groene chemie

Slide 5 - Slide

Nuttig gebruik van afval
Cradle to cradle (van wieg tot wieg produceren)

Slide 6 - Slide

Rendement

  • π‘…π‘’π‘›π‘‘π‘’π‘šπ‘’π‘›π‘‘=(π‘π‘Ÿπ‘Žπ‘˜π‘‘π‘–π‘ π‘β„Žπ‘’ π‘œπ‘π‘π‘Ÿπ‘’π‘›π‘”π‘ π‘‘)/(π‘‘β„Žπ‘’π‘œπ‘Ÿπ‘’π‘‘π‘–π‘ π‘β„Žπ‘’ π‘œπ‘π‘π‘Ÿπ‘’π‘›π‘”π‘ π‘‘)βˆ™100%

Voor het uitrekenen van de theoretische opbrengst uit de gegeven beginstoffen moet je dus goed kunnen molrekenen!!!


Slide 7 - Slide

Even oefenen
Bij de productie van 1,2-dichloorethaan uit 1,0 ton etheen, waterstofchloride en zuurstof ontstaat 1,5 ton 1,2-dichloorethaan. 
2 C2H4 + 4 HCl + O2 -> 2 C2H4Cl2 + 2 H2O
Bereken het rendement.
De molaire massa van etheen: 28 gram / mol
De molaire massa van dichloorethaan:  99 gram / mol

Slide 8 - Slide

Bij de productie van 1,2-dichloorethaan uit 1,0 ton etheen, waterstofchloride en zuurstof ontstaat 1,5 ton 1,2-dichloorethaan. Wat is het rendement?
 
2 C2H4 + 4 HCl + O2 -> 2 C2H4Cl2 + 2 H2O
  • 1,0 ton etheen = 1,0*106 g etheen (omrekenen gegeven stof naar de gewenste eenheid)
  • 1,0*106 / (28 g/mol) = 3,57*104 mol etheen (omrekenen gegeven stof naar mol)
  • Molverhouding 1:1 dus maximaal ontstaat 3,57*104 mol 1,2-dichloorethaan.
  • Theoretische opbrengst in gewenste eenheid: 99 g/mol * 3,57*104 mol  = 3,53 . 106 gram = 3,5 ton 1,2-dichloorethaan.
  • π‘…π‘’π‘›π‘‘π‘’π‘šπ‘’π‘›π‘‘ πœ‚=(π‘π‘Ÿπ‘Žπ‘˜π‘‘π‘–π‘ π‘β„Žπ‘’ π‘œπ‘π‘π‘Ÿπ‘’π‘›π‘”π‘ π‘‘)/(π‘‘β„Žπ‘’π‘œπ‘Ÿπ‘’π‘‘π‘–π‘ π‘β„Žπ‘’ π‘œπ‘π‘π‘Ÿπ‘’π‘›π‘”π‘ π‘‘)βˆ™100%
  • Rendement = 1,5 ton / 3,5 ton * 100 = 43 %

Slide 9 - Slide

Wat is het rendement van het hoogovens proces voor ijzerproductie wanneer uit 160 ton ​ijzer(III)oxide 90 ton ijzer gevormd kan worden?
Fe2O3 (l) + 3 CO (g) β†’ 2 Fe (l) + 3 CO2 (g)

molaire massa van Fe2O3: 159,7 gram / mol
molaire massa Fe: 55,9 gram / mol



A
80%
B
56%
C
35%
D
99%

Slide 10 - Quiz

Atoomeconomie
  • Geeft aan hoeveel atomen uit de beginstoffen terecht komen in het gewenste product.
  • Theoretische waarde: gebruik reactievergelijking en molaire massa's.

  • π΄π‘‘π‘œπ‘œπ‘šπ‘’π‘π‘œπ‘›π‘œπ‘šπ‘–π‘’=(π‘šπ‘Žπ‘ π‘ π‘Ž 𝑔𝑒𝑀𝑒𝑛𝑠𝑑 π‘π‘Ÿπ‘œπ‘‘π‘’π‘π‘‘)/(π‘šπ‘Žπ‘ π‘ π‘Ž π‘π‘’π‘”π‘–π‘›π‘ π‘‘π‘œπ‘“π‘“π‘’π‘›)βˆ™100%
  • Binas 37H
  •   

Slide 11 - Slide

1,2-dichloorethaan wordt geproduceerd uit etheen waterstofchloride, en zuurstof.  Bereken de atoomeconomie.
Reactievergelijking: 
2 C2H4 + 4 HCl + O2 -> 2 C2H4Cl2 + 2 H2O
  • Molaire massa 1,2 dichloorethaan: 98,95 g/mol
  • Theoretische massa gewenst product: 2*98,95 = 179,9 g/mol
  • Theoretische massa beginstoffen:  2*28,05 +4*36,458 + 32,00 = 233,9 g/mol (= theoretische massa reactieproducten)
  • Atoomeconomie = 179,9 / 233,9 * 100 = 85 %


Slide 12 - Slide

Wat is de atoomeconomie voor de vorming van deze ester uit methanol en ethaanzuur
A
100%
B
80,4%
C
24,3%
D
81,2%

Slide 13 - Quiz

E-factor
  • Environmental factor of Ecofactor
  • Hoe lager de E-factor, hoe groener het proces.
  • πΈβˆ’π‘“π‘Žπ‘π‘‘π‘œπ‘Ÿ= afval / gewenst product
    E-factor + (π‘šπ‘Žπ‘ π‘ π‘Ž alle  π‘π‘’π‘”π‘–π‘›π‘ π‘‘π‘œπ‘“π‘“π‘’π‘›βˆ’π‘šπ‘Žπ‘ π‘ π‘Ž π‘œπ‘π‘π‘Ÿπ‘’π‘›π‘”π‘ π‘‘ 𝑔𝑒𝑀𝑒𝑛𝑠𝑑 π‘π‘Ÿπ‘œπ‘‘π‘’π‘π‘‘) / (π‘šπ‘Žπ‘ π‘ π‘Ž π‘œπ‘π‘π‘Ÿπ‘’π‘›π‘”π‘ π‘‘ 𝑔𝑒𝑀𝑒𝑛𝑠𝑑 π‘π‘Ÿπ‘œπ‘‘π‘’π‘π‘‘)

Slide 14 - Slide

Even oefenen
Gegeven is de volgende reactie:

C4H8 + 3 O2 -> 3 H2O + C4H2O3
Het rendement van deze reactie is 56%.

Bereken de E-factor.

Slide 15 - Slide

Antwoord
Massa beginstoffen =  56,104 + 3*32,00 = 152,104 g
Massa gewenst product theoretisch = 98,056 g
Massa gewenst product in praktijk = 0,56 * 98,056 = 54,91 g
πΈβˆ’π‘“π‘Žπ‘π‘‘π‘œπ‘Ÿ=(π‘šπ‘Žπ‘ π‘ π‘Ž π‘π‘’π‘”π‘–π‘›π‘ π‘‘π‘œπ‘“π‘“π‘’π‘›βˆ’π‘šπ‘Žπ‘ π‘ π‘Ž π‘œπ‘π‘π‘Ÿπ‘’π‘›π‘”π‘ π‘‘ 𝑔𝑒𝑀𝑒𝑛𝑠𝑑 π‘π‘Ÿπ‘œπ‘‘π‘’π‘π‘‘)/(π‘šπ‘Žπ‘ π‘ π‘Ž π‘œπ‘π‘π‘Ÿπ‘’π‘›π‘”π‘ π‘‘ 𝑔𝑒𝑀𝑒𝑛𝑠𝑑 π‘π‘Ÿπ‘œπ‘‘π‘’π‘π‘‘ )
E-factor = (152,104 - 54,91) / 54,91 = 1,77


Slide 16 - Slide