H15.1 Atoomeconomie

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Aluminium reageert met water.
Geef mbv de halfreacties uit binastabel 48 de totaalreactie.

Leerdoelen 15.1

• Je leert om rendement, atoomeconomie en E-factor te berekenen.
• Je leert om te rekenen met grenswaarde.
• Je leert om te argumenteren met de 12 principes van de groene chemie.

Atoomeconomie

• Geeft aan hoeveel atomen uit de beginstoffen terecht komen in het gewenste product.
• Theoretische waarde: je rekent met de reactievergelijking en molmassa's
• Denk aan de wet van Lavoisier!
  
  

•                                                                                                                
• Binastabel 37H

atoomeconomie=​m​beginstoffen​​​​m​product​​​​⋅100%

E-factor

• Environmental factor of Ecofactor. Binastabel 37H
• Je berekent met behulp van de reactievergelijking en het rendement hoeveel kg afval wordt geproduceerd per kg gewenst product.
• Denk nog steeds aan de wet van Lavoisier!
• Geeft aan hoe milieuvriendelijk een proces is.
• Hoe lager de E-factor, hoe groener het proces.
  

E​factor​​=​m​gewenstproduct​​​​m​beginstoffen​​−m​gewenstproduct​​​​

Bij de productie van 1,2-dichloorethaan uit 1,0 ton etheen, waterstofchloride en zuurstof ontstaat 1,5 ton 1,2-dichloorethaan en nog een gasvormige stof.

Geef de reactievergelijking. Maak gebruik van structuurformules.
Klaar? Bereken het rendement en de atoomeconomie.

Zorg dat je de juiste RV hebt voor de volgende vragen.

Bij de productie van 1,2-dichloorethaan uit 1,0 ton etheen, waterstofchloride en zuurstof ontstaat 1,5 ton 1,2-dichloorethaan en nog een gasvormige stof.

1. Bereken het rendement. 

2. Bereken de atoomeconomie.

Bij de productie van 1,2-dichloorethaan uit 1,0 ton etheen, waterstofchloride en zuurstof ontstaat 1,5 ton 1,2-dichloorethaan en nog een gasvormige stof.
Bereken het rendement.
Klaar? Bereken alvast de atoomeconomie.

1,0 ton etheen = 1,0*10⁶ g etheen                3,5*106 g = 3,5 ton 

:  28,05 g/mol                                                          x  98,95 g/mol

3,565*10⁴ -------------------------------> 3,565*104 mol etheen

𝑅𝑒𝑛𝑑𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡 𝜂=(𝑝𝑟𝑎𝑘𝑡𝑖𝑠𝑐ℎ𝑒 𝑜𝑝𝑏𝑟𝑒𝑛𝑔𝑠𝑡)/(𝑡ℎ𝑒𝑜𝑟𝑒𝑡𝑖𝑠𝑐ℎ𝑒 𝑜𝑝𝑏𝑟𝑒𝑛𝑔𝑠𝑡)∙100%

Rendement = 1,5 / 3,5 * 100 = 43 %

Bij de productie van 1,2-dichloorethaan uit 1,0 ton etheen, waterstofchloride en zuurstof ontstaat
1,5 ton 1,2-dichloorethaan. Bereken de atoomecomie.
Noteer je antwoord in 2 significante cijfers.

                                                                                     98,95 u                 18,015 u

2C​2​​H​4​​+4HCl+O​2​​→2C​2​​H​4​​Cl​2​​+2H​2​​O

atoomeconomie=​m​beginstoffen​​​​m​product​​​​⋅100%

atoomeconomie=​2⋅98,95+2⋅18,015​​2⋅98,95​​⋅100%

atoomeconomie=​98,95+18,015​​98,95​​⋅100%=85%

1,2-dichloorethaan wordt geproduceerd uit etheen, waterstofchloride en zuurstof met een rendement van 43%. Bereken de Efactor.
Noteer je antwoord in 2 significante cijfers.

                                                                                     98,95 u                 18,015 u

2C​2​​H​4​​+4HCl+O​2​​→2C​2​​H​4​​Cl​2​​+2H​2​​O

E​factor​​=​2⋅0,43⋅98,95​​2⋅98,95+2⋅18,015−2⋅0,43⋅98,95​​

E​factor​​=​m​gewenstproduct​​​​m​beginstoffen​​−m​gewenstproduct​​​​

E​factor​​=​0,43⋅98,95​​0,57⋅98,95+18,015​​=1,7

Grenswaarde

Grenswaarde: maximaal gehalte (mg per m3) van een stof in de lucht  zonder dat zijn gezondheid schade lijdt.

Binastabel 97A

Hoe lager grenswaarde, hoe gevaarlijker de stof

Mk H15 2,3 & afsl H15 2

Eenheid opg 2 : µg m-3 ipv µg m-3

12 Principes van de groene chemie

• De industrie moet zoveel mogelijk rekening houden met mens en milieu.
• Hierbij wordt gebruik gemaakt van 12 principes van de groene chemie.
• Binastabel 97F