Toegepaste scheikunde les 2 - Bodemanalyse en reactievergelijkingen
1 / 39
Lesduur is: 55 minOnderdelen in deze les
Slide 1 - Tekstslide
Deze slide heeft geen instructies
Slide 2 - Tekstslide
Scheikunde in de veehouderij- waarom?
Als je scheikundig weet hoe de bodem en mest werkt, dan kun je er sneller op inspelen en processen verbeteren. Een voorbeeld hiervan is bijvoorbeeld ammoniak. Hoe minder ammoniakale stikstof er door de mest zit, hoe minder eiwit door de koe heen is gegaan en hoe beter de benutting van stikstof.
Nog een voorbeeld is melkureum. Dit moet onder de 25 zitten. Nieuwe gemolken koeien mogen niet boven de 15 zitten. Hoe krijg je dit voor elkaar?
Al het eiwit dat een koe binnenkrijgt wordt in de pens afgebroken tot ammoniak. Bij teveel ammoniak scheidt de lever het af naar ureum. Als je ureum in je melk hebt, dan krijg je dit er niet meer uit.
Bodem
Wat is nu het belangrijkste component in de bodem? Het antwoord hierop is CO2. In de bodem zit lucht, waar CO2 in zit. Heb je veel CO2 in de bodemlucht, dan heb je een actief schimmel en bacteriën netwerk. Kom je onder de 7% zuurstof, dan sterven je wortels af in de bodem. Zorg dus dat dit boven die 7% zit. Zorg voor een bodem met een goede structuur met voldoende ruimte tussen de porïen, en voorkom bodemverdichting.
De verhouding aan elementen in een bodem is erg belangrijk. Denk hierbij aan calcium en magnesium. Een bodem moet ademen, ruimte hebben. De verhouding van de mest is minstens zo belangrijk en moet samenwerken met de bodem. Bij het proces van een gezonde bodem en het proces van goede mest dient goed gekeken te worden naar de verhoudingen. Hier kun je op inspelen.
Als je snap hoe dit werkt dan kun je de bodem voor je laten werken.
Op moderne veehouderijbedrijven is het belangrijk zo veel mogelijk voer van goede kwaliteit van eigen grond te winnen. Daarmee spaar je de aankoop van duur (kracht)voer uit en stijgt het rendement van je bedrijf. Sommige veehouders halen 14 ton droge stof van een hectare grasland en 20 ton van een hectare mais. Dat lukt alleen als de bodem in topconditie is!
Slide 3 - Tekstslide
Deze slide heeft geen instructies
Slide 4 - Tekstslide
Deze slide heeft geen instructies
Slide 5 - Tekstslide
Deze slide heeft geen instructies
Slide 6 - Tekstslide
Er zit een kikker tussen de blaadjes: Kun jij deze vinden? Als je goed oefent gaat het steeds beter!
Verbinding en molecuul
Atoom en element
Atoom en element
Element en molecuul
Slide 7 - Sleepvraag
Deze slide heeft geen instructies
Wat is de relatie tussen melkziekte en de elementen K en Mg?
Slide 8 - Open vraag
Melkziekte vormt op hoogproductieve bedrijven een groot probleem bij verse koeien
rondom afkalven. Melkziekte is een acuut gebrek aan calcium in het bloed van de verse
koe. Dit ontstaat doordat het uier grote hoeveelheden calcium aan de koe onttrekt
wanneer de melkproductie op gang komt. Calcium is een belangrijk element voor onder
andere het functioneren van de spieren. Wanneer er te weinig calcium in het bloed
aanwezig is, zullen de spieren in het lichaam minder functioneren. De spieren van de
poten worden zwakker zodat de koe soms niet meer kan staan, de penswerking neemt
af, de samentrekking van de baarmoeder na het afkalven neemt af en allerlei andere
lichaamsfuncties raken verstoord. In ernstige gevallen en zonder behandeling is de
aandoening vaak dodelijk.
Sleutelfactor in het voorkomen van melkziekte is de samenstelling van het
droogstandsrantsoen voor de close up koeien. Belangrijk hierin zijn de hoeveelheden van
de elementen kalium (K) en magnesium (Mg), het energiegehalte en het ruw eiwit
gehalte van het rantsoen.
Magnesium speelt een belangrijke rol in de calciumhuishouding. De opname van
magnesium wordt echter geremd door de opname van grote hoeveelheden kalium.
Daarnaast heeft kalium een effect op de zuurgraad van het bloed, evenals natrium,
chloor en fosfaat. Calcium wordt beter opgenomen in het bloed wanneer het bloed iets
zuur is. De zuurgraad van het bloed wordt mede bepaald door de verhouding tussen
natrium en kalium enerzijds en chloor en fosfaat anderzijds. Dit wordt uitgedrukt met het
Kationen Anionen Verschil (KAV); wanneer dit negatief is, zal de zuurgraad van het bloed
dalen. Ideaal gesproken is het KAV tussen de -100 en -150meq/kg DS. Wanneer veel
kalium wordt opgenomen, zal de zuurgraad van het bloed stijgen (positief KAV) en zal de
opname van magnesium onder druk komen te staan. Het is dus belangrijk om een
relatief kaliumarm rantsoen te verstrekken aan close up koeien. Streef naar een kalium
gehalte tussen 1-2% op droge stof basis.
Dit element is een onderdeel van eiwitten en essentieel voor de groei van de plant. Te veel van dit element zorgt voor zwart/groen blad. Dit element kan via minerale meststof of organische meststof worden toegediend.
Slide 9 - Open vraag
Stikstof (N)
Rol
Stikstof is onderdeel van eiwitten en essentieel voor de groei van de plant. Het is ook een integraal onderdeel van bladgroenkorrels en speelt een belangrijke rol in de fotosynthese en de bladontwikkeling.
Bij overmaat
Overmaat leidt tot zwartgroene bladeren en maakt de plant gevoeliger voor schimmelziektes en legering. Grote hoeveelheden beschikbare stikstof bij het begin van de teelt leiden vaak tot een oppervlakkiger wortelstelsel.
Bij tekort
Verminderde plantengroei. Vooral de oude bladeren krijgen een lichtgroene of gele kleur.
N-aanvoer
Stikstof kan als nitraat (NO3) vrijgesteld worden in de bodem na mineralisatie van bodemorganische stof. Stikstof kan ook via minerale meststoffen (kunstmest) of organische meststoffen (dierlijke mest, compost, oogstresten, groenbedekker,...) worden toegediend.
Dit element speelt een rol bij de ademhaling van de plant. Het bevordert de ontwikkeling van de wortels, de bloei en zaadvorming. Bij een overmaat van dit element kunnen problemen ontstaan met de beschikbaarheid van K, Zn en Cu. Een gebrek aan dit element zorgt voor minder wortelgroei, bloei en vruchtvorming. De bladeren kleuren donkergroen-blauwgroen tot roodpaars.
Slide 10 - Open vraag
Fosfor (P)
Rol
Fosfor is een onderdeel van kerneiwitten en speelt een rol bij de ademhaling van de plant. Fosfor bevordert de ontwikkeling van de wortels, de bloei en de zaadvorming.
Bij overmaat
In de bodem kunnen bij overmaat van fosfor problemen ontstaan met de beschikbaarheid van kalium (K), zink (Zn) en koper (Cu) omdat deze elementen neerslaan onder de vorm van K-, Zn- en Cu-fosfaten.
Bij tekort
Fosforgebrek leidt tot verminderde wortelgroei, bloei en vruchtvorming. De bladeren kleuren donkergroen-blauwgroen tot zelfs roodpaars.
P-aanvoer
Er is vaak al een zeer grote fosforreserve in de bodemaanwezig. Koud weer, een slechte bodemstructuren een niet-optimale pH hebben een negatieve invloed op de beschikbaarheid van fosfor. Deze omstandigheden verbeteren kan effectiever zijn dan het toedienen van fosforbemesting.
Dit element is gunstig voor de stevigheid van de plant. Het speelt een belangrijke rol bij de weerstand van de plant tegen ziektes en tegen vorst. Een gebrek aan dit element is eerst herkenbaar aan het donkergroene blad dat later paarsbruin wordt. Het uit zich vervolgens in gele en verdroogde randen (“randjesziekte”). Het element kan toegediend worden door organische meststoffen en kunstmeststoffen.
Slide 11 - Open vraag
Kalium (K)
Rol
Kalium is gunstig voor de stevigheid van de plant. Het speelt een belangrijke rol bij de weerstand van de plant tegen plantenziektes en vorst (bijv. bij spruiten) en bij de smaak en houdbaarheid van gewassen (vooral bij knol- en bolgewassen). Kalium is ook van belang voor de vorming en opstapeling van koolhydraten in de plant.
Bij overmaat
Te veel kalium in de bodem kan leiden tot lagere opname van andere voedingselementen (zoals calcium en magnesium) door de plant.
Bij tekort
Kaliumgebrek is eerst herkenbaar aan het donkergroene blad dat later paarsbruin wordt. Het uit zich vervolgens in gele en verdroogde randen (“randjesziekte”).
K-aanvoer
Aanvoer van kalium kan gebeuren door organische meststoffen of kunstmeststoffen zoals bijv. patentkali, chloorpotas, kaliumsulfaat, kaliumcarbonaat.
De element speelt een belangrijke rol bij de fotosynthese, waarbij suikers gevormd worden. Het is belangrijk voor de bladontwikkeling. Bij een gebrek wordt de vorming van het bladgroen beperkt. De geelverkleuring treedt op tussen de nerven, de nerven zelf blijven groen. Voor een goede opname van dit element heeft de bodem een goede pH-waarde nodig.
Slide 12 - Open vraag
Magnesium (Mg)
Rol
Magnesium speelt een belangrijke rol bij de fotosynthese, waarbij suikers gevormd worden. Het is belangrijk voor de bladontwikkeling.
Bij gebrek
Bij magnesiumgebrek wordt de vorming van bladgroen beperkt. De geelverkleuring treedt op tussen de nerven, terwijl de nerven zelf groen blijven. De symptomen zijn vooral zichtbaar op de oudere bladeren. Voor een goede opname van magnesium heeft de bodem een goede pH nodig en mag er niet te veel kalium beschikbaar zijn in de bodem.
Bij overmaat
Overmaat aan magnesium leidt tot lage beschikbaarheid van calcium en kalium.
Mg- aanvoer
Aanvoer van magnesium kan gebeuren via magnesiumsulfaat, bekalking via magnesiumkalk.
Wat was ook alweer de Wet van Liebig?
Slide 13 - Open vraag
Figuur 5: Voorstelling van de wet van Liebig (wet van het minimum): het meest schaarse element bepaalt de plantengroei, niet de totale hoeveelheid voedingsstoffen.
Sporenelementen
Sporenelementen zijn slechts in zeer kleine hoeveelheden in de plant nodig, maar zijn toch essentieel voor de groei van de plant (bijv. ijzer, mangaan, nikkel, zink, molybdeen, boor). De lijst van essentiële sporenelementen kan variëren naargelang de plantensoort. Elk element heeft zijn kritische onder- en bovengrens in de plant.
Als de pH van de bodem niet optimaal is, zijn sporenelementen niet oplosbaar en dus ook niet opneembaar door de plant.
De bekendste problemen zijn boor- en mangaangebrek in akkerland en koper- en kobaltgebrek in weiland.
Slide 14 - Tekstslide
Figuur 5: Voorstelling van de wet van Liebig (wet van het minimum): het meest schaarse element bepaalt de plantengroei, niet de totale hoeveelheid voedingsstoffen.
Sporenelementen
Sporenelementen zijn slechts in zeer kleine hoeveelheden in de plant nodig, maar zijn toch essentieel voor de groei van de plant (bijv. ijzer, mangaan, nikkel, zink, molybdeen, boor). De lijst van essentiële sporenelementen kan variëren naargelang de plantensoort. Elk element heeft zijn kritische onder- en bovengrens in de plant.
Als de pH van de bodem niet optimaal is, zijn sporenelementen niet oplosbaar en dus ook niet opneembaar door de plant.
De bekendste problemen zijn boor- en mangaangebrek in akkerland en koper- en kobaltgebrek in weiland.
Slide 15 - Tekstslide
Deze slide heeft geen instructies
Slide 16 - Tekstslide
Wat u altijd al had willen weten over bodemanalyse rapport.
Plant beschikbaar geeft de hoeveelheid aan die de plant direct tot zijn beschikking heeft en die direct kan worden opgenomen.
Bodemvoorraad geeft de hoeveelheid aan die niet direct door de plant kan worden opgenomen, maar die op langere termijn wel beschikbaar kan komen.
Het leverend vermogen geeft de verwachte hoeveelheid weer. die het komend jaar plant beschikbaar maakt vanuit de bodemvoorraad door het bodemleven.
Ratio geeft de verhouding aan tussen twee elementen. Zo geeft de verhouding tussen koolstof (C) en stikstof (N) in organische stof aan wat de stikstofrijkdom is van organische stof. Dit is een indicatie voor de hoeveelheid stikstof die vrij kan komen bij de afbraak van organisch materiaal in de bodem. De verhouding tussen koolstof (C) en Stikstof (N)/Zwavel (S) geeft weer hoe veel bouwstoffen zoals stikstof en zwavel beschikbaar komen. Energie wordt uit organische stof gehaald, waarbij C-organisch wordt omgezet in kooldioxide (CO2).
In de kolom “eenheid” staat de eenheid weergegeven van de betreffende meting. Als voorbeeld: mg P2O5/100 gr geeft het aantal milligrammen fosfaat in 100 gram grond weer.
De kolom daarnaast staat het resultaat van de meting.
In de kolom Gem. staat de gemiddelde waarde van de regio zodat het eigen resultaat vergeleken kan worden met regiogemiddelden.
In de kolom “Streeftraject” staan de waarden die zijn gebaseerd op landelijke metingen per grondsoort en sector zoals tuin-/akkerbouw of grasland. Het geeft de meest ideale hoeveelheid aan voor een optimale groei. Daarnaast staat de huidige situatie van het perceel in staafgrafieken weergegeven. Dit geeft u een overzicht van de elementen en factoren waarop u zou kunnen inspelen om de situatie van het perceel te verbeteren.
Slide 17 - Tekstslide
Deze slide heeft geen instructies
Slide 18 - Video
Deze slide heeft geen instructies
Slide 19 - Link
Door op een regel te klikken van het bodemanalyse rapport verschijnt de uitleg.
Gebruik het loep icoon voor een uitgebreidere praktische uitleg.
Slide 20 - Tekstslide
Deze slide heeft geen instructies
Slide 21 - Tekstslide
https://www.handboekbodemenbemesting.nl/
Ik heb hier de meest voorkomende maatregelen gepakt die ook een relatie hebben met scheikunde
Onderzoeksresultaten laten vooralsnog geen duidelijke voordelen zien van gebruik van vloeibare meststoffen. Voor bijbemesting onder droge omstandigheden waarbij niet kan worden beregend, kunnen vloeibare meststoffen een voordeel bieden ten opzichte van korrelmeststoffen. De efficiëntie van vloeibare meststoffen is bij droogte tijdens en na toediening wat hoger dan van vaste meststoffen. Doordat korrelmeststoffen onder droge omstandigheden slecht oplossen, komen de nutriënten (te) langzaam beschikbaar.
7. Bodemstructuur
Zorg naast een goede bodemvruchtbaarheid voor een goede bodemstructuur zonder storende lagen en een lage druk van bodemziekten en –plagen. Dit bevordert de beworteling van het gewas. Een slechte beworteling leidt doorgaans tot een slechtere benutting van stikstof en andere nutriënten. Let op dat de pH in orde is, probeer daar waar mogelijk groenbemesters te telen of extra organische stof via gewasresten achter te laten bijvoorbeeld door stro onder te werken en probeer verdichting van de ondergrond te voorkomen.
8. Vochtvoorziening
Zorg voor een goede vochtvoorziening van het gewas; beregen op tijd. De vochtvoorziening heeft directe invloed op de productie, maar beïnvloedt ook de nutriëntenbenutting. In een droge bodem zijn stikstof en andere nutriënten moeilijker opneembaar voor het gewas.
Zuurgraad van de bodem (pH)
De zuurgraad van de bodem (uitgedrukt via de pH) heeft invloed op de beschikbaarheid van nutriënten, zo ook op die van fosfaat. Fosfaat is het beste beschikbaar voor het gewas bij een bodem-pH tussen de 5,5 en 6,5. Als de pH lager is dan 4,5 kan er fosfaatfixatie optreden. Er ontstaan dan slecht oplosbare verbindingen van fosfaat met ijzer en aluminium. Dit kan worden voorkomen door op tijd te bekalken.
Op kalkrijke gronden met een pH hoger dan 7 neemt de beschikbaarheid ook af door de vorming van slecht oplosbare calciumfosfaatverbindingen.
Slide 22 - Tekstslide
Deze slide heeft geen instructies
Bodemanalyseformulier: Wat betekent "plant beschikbaar"?
A
geeft de verwachte hoeveelheid weer. die het komend jaar plant beschikbaar maakt vanuit de bodemvoorraad door het bodemleven
B
geeft de verhouding aan tussen twee elementen.
C
de waarden die zijn gebaseerd op landelijke metingen per grondsoort en sector zoals tuin-/akkerbouw of grasland
D
geeft de hoeveelheid aan die de plant direct tot zijn beschikking heeft en die direct kan worden opgenomen.
Slide 23 - Quizvraag
D
Bodemanalyseformulier: Wat betekent "leverend vermogen"?
A
geeft de verwachte hoeveelheid weer. die het komend jaar plant beschikbaar maakt vanuit de bodemvoorraad door het bodemleven
B
geeft de verhouding aan tussen twee elementen.
C
de waarden die zijn gebaseerd op landelijke metingen per grondsoort en sector zoals tuin-/akkerbouw of grasland
D
geeft de hoeveelheid aan die de plant direct tot zijn beschikking heeft en die direct kan worden opgenomen.
Slide 24 - Quizvraag
A
Bodemanalyseformulier: Wat betekent "ratio"?
A
geeft de verwachte hoeveelheid weer. die het komend jaar plant beschikbaar maakt vanuit de bodemvoorraad door het bodemleven
B
geeft de verhouding aan tussen twee elementen.
C
de waarden die zijn gebaseerd op landelijke metingen per grondsoort en sector zoals tuin-/akkerbouw of grasland
D
geeft de hoeveelheid aan die de plant direct tot zijn beschikking heeft en die direct kan worden opgenomen.
Slide 25 - Quizvraag
B
Bodemanalyseformulier: Wat betekent "streeftraject"?
A
geeft de verwachte hoeveelheid weer. die het komend jaar plant beschikbaar maakt vanuit de bodemvoorraad door het bodemleven
B
geeft de verhouding aan tussen twee elementen.
C
de waarden die zijn gebaseerd op landelijke metingen per grondsoort en sector zoals tuin-/akkerbouw of grasland
D
geeft de hoeveelheid aan die de plant direct tot zijn beschikking heeft en die direct kan worden opgenomen.
Slide 26 - Quizvraag
C
Heeft positief effect op productie en op benutting meststoffen
Betere oplosbaarheid en daardoor betere benutting meststoffen
Deze waarde heeft invloed op de beschikbaarheid van meststoffen
Vloeibare meststof onder droge omstandigheden
Vochtvoorziening
Zuurgraad van de bodem (pH)
Slide 27 - Sleepvraag
Deze slide heeft geen instructies
Slide 28 - Tekstslide
Deze slide heeft geen instructies
0
Slide 29 - Video
Kenmerken meeschrijven op het bord om te gebruiken bij de volgende opdracht om chemische reacties te herkennen
Afspelen tot 2.18
Slide 30 - Tekstslide
Wat is een chemische reactie?
Een chemische reactie is een proces waarbij de beginstoffen worden omgezet in reactieproducten. Tijdens de reactie worden bestaande verbindingen in moleculen verbroken en/of nieuwe bindingen gevormd.
Chemische reacties vinden niet alleen plaats in laboratoria. Ook in het dagelijks leven zijn allerlei voorbeelden van chemische reacties te vinden.
Denk aan:
Het braden van vlees
Het bederven van voedsel
De vorming van kalkaanslag (dit is een voorbeeld van een omkeerbare evenwichtsreactie)
Het roesten van metaal
Slide 31 - Tekstslide
a. Ja, de kaars wordt steeds kleiner. Het stuk kaars dat verdwijnt door verbranding, kan je niet weer terug krijgen.
b. Nee, de lamp kun je telkens weer aan en uit doen. Het proces kun je meerdere malen herhalen met hetzelfde materiaal.
c. Nee, suiker is opgelost. Wanneer je de oplossing in gaat dampen, krijg je het suiker weer terug.
d. Nee, je kunt het oplosmiddel, de lijm, verdampen.
e. Ja, je haalt de smaakstoffen en geurstoffen uit de koffieboon. Als deze er eenmaal uit zijn, kun je ze er niet weer instoppen.
f. Ja, het voedsel bederft. Hetgeen dat bedorven is, kan je niet weer terug verkrijgen in de oorspronkelijke staat.
g. Nee, het zout kan ook weer opgelost worden in water.
h. Ja, ijzer gaat reageren met zuurstof waardoor er roest ontstaat. Deze reactie kun je niet weer terugdraaien.
i. Nee, je maakt de stof alleen kleiner. De samenstelling verandert niet evenals de stofeigenschappen.
j. Ja, de stofeigenschappen van de aardappel veranderen. Deze reactie kun je niet terugdraaien.
Slide 32 - Tekstslide
In een reactieschema schrijven we schematisch op welke stoffen voor de reactie aanwezig waren (de beginstoffen) en welke stoffen na de reactie zijn ontstaan (de reactieproducten). De reactie zelf wordt aangegeven met een pijl. Achter elke stof wordt aangegeven in welke fase deze stof zich bevindt.
Dus: beginstof 1 (fase) + beginstof 2 (fase) ® reactieproduct 1 (fase) + reactieproduct 2 (fase)
Het reactieschema voor de verbranding van koolstof ziet er bijvoorbeeld als volgt uit:
koolstof (s) + zuurstof (g) ® koolstofdioxide (g)
Slide 33 - Tekstslide
Een chemische reactie is een proces waarbij de beginstoffen worden omgezet in reactieproducten. Tijdens de reactie worden bestaande verbindingen in moleculen verbroken en/of nieuwe bindingen gevormd.
Chemische reacties vinden niet alleen plaats in laboratoria. Ook in het dagelijks leven zijn allerlei voorbeelden van chemische reacties te vinden.
Denk aan:
- Het braden van vlees
- Het bederven van voedsel
- De vorming van kalkaanslag (dit is een voorbeeld van een omkeerbare evenwichtsreactie)
- Het roesten van metaal
Bij een chemische reactie gelden de volgende regels of wetten:
Wet van behoud van massa (Wet van Lavoisier)
Bij een chemische reactie is de totale massa van de beginstoffen gelijk aan de totale massa van de reactieproducten.
In chemische reacties worden dus GEEN atomen gemaakt of vernietigd.
Wet van constante massaverhouding (Wet van Proust)
Stoffen reageren en ontstaan in een vaste massaverhouding.
Bij elke chemische reactie treedt er een energie-effect op.
Voor sommige reacties is er energie (warmte, licht of elektriciteit) nodig en in andere gevallen komt er tijdens de reactie juist energie vrij.
Een chemische reactie waarbij energie wordt opgenomen noemen we een endotherme reactie. Bijvoorbeeld: het koken van een ei.
Een chemische reactie waarbij energie vrijkomt noemen we een exotherme reactie. Bijvoorbeeld: het aansteken van gas.
Slide 34 - Tekstslide
Omdat er tijdens een chemische reactie geen atomen gemaakt of vernietigd worden, moeten we ervoor zorgen dat er voor en na de pijl evenveel atomen van elke atoomsoort staan. In de bovenstaande reactievergelijking is dit het geval.
Is dit niet het geval, ga dan als volgt te werk:
Schrijf op hoeveel atomen je aan beide kanten van de vergelijking hebt.
Begin met de atomen in evenwicht te brengen. Dit doe je door voor de molecuulformule een cijfer te zetten (ook wel coëfficiënt genoemd).
Het is hierbij het handigst om te beginnen met een atoomsoort die in het minst aantal moleculen voorkomt en te eindigen met een molecuul dat maar één atoomsoort bevat.
Slide 35 - Tekstslide
Reactieschema's en reactievergelijkingen
Chemische reacties kunnen weergeven worden in een reactieschema of een reactievergelijking.
Reactieschema
In een reactieschema schrijven we schematisch op welke stoffen voor de reactie aanwezig waren (de beginstoffen) en welke stoffen na de reactie zijn ontstaan (de reactieproducten). De reactie zelf wordt aangegeven met een pijl. Achter elke stof wordt aangegeven in welke fase deze stof zich bevindt.
Dus: beginstof 1 (fase) + beginstof 2 (fase) ® reactieproduct 1 (fase) + reactieproduct 2 (fase)
Het reactieschema voor de verbranding van koolstof ziet er bijvoorbeeld als volgt uit:
koolstof (s) + zuurstof (g) ® koolstofdioxide (g)
De wet van behoud van massa stelt dat er bij een chemische reactie geen massa verloren gaat. Deze wet wordt ook wel de wet van Lavoisier genoemd. De wet vertelt dat de totale massa van de moleculen die worden gebruikt om een reactie tot stand te laten komen (reagentia), hetzelfde is als de totale massa van de moleculen die door de reactie worden gevormd (reactieproducten).
In vergelijkingsvorm is dat:
min = muit
De wet is sinds zijn uitvinding in 1789 de standaardmanier waarop scheikundigen reactieproducten achterhalen. Je hoeft maar twee dingen te weten om erachter te komen wat de missende reactieproducten zijn:
De massa van de moleculen vóór de reactie.
De massa van een paar reactieproducten.
Hoe gebruik je de wet van behoud van massa?
Hoe gebruik je de wet van behoud van massa?
De wet van behoud van massa is een handige tool om reactievergelijkingen kloppend te maken. Als een deel van de reactievergelijking bekend is, kun je de details van de reactie achterhalen.
Voorbeeld:
Bij verbranding van methaan komen CO2 en H2O vrij. Maar in welke verhoudingen gebeurt deze reactie eigenlijk? Daarvoor kan de wet van behoud van massa worden gebruikt. De reactievergelijking ziet er dan als volgt uit:
Reactievergelijking verbranding methaan
In de vergelijking is te zien dat er aan de linker- en rechterkant niet evenveel van alle atomen staan. Rechts staan er twee waterstofatomen en links vier. Ook staan er rechts drie zuurstofatomen en links maar twee. Het aantal koolstofatomen klopt wel. Doordat er verschillen zijn tussen beide kanten klopt de totale balans niet. Volgens de wet van behoud van massa moet de massa aan beide kanten gelijk zijn. Van elk atoom moet er vóór de pijl evenveel zijn als na de pijl.
Een goede strategie hiervoor is om te kijken naar welke atomen er aan de linkerkant te veel zijn en dat vervolgens te compenseren aan de rechterkant. In dit geval zien we twee waterstofatomen te veel vóór de pijl. Daarom moeten er na de pijl niet één, maar twee watermoleculen staan:
Reactievergelijking verbranding methaan - deels kloppend
Wanneer de balans dan opnieuw wordt opgemaakt, staan er aan de linkerkant nog twee zuurstofatomen en aan de rechterkant vier (twee van CO2 en twee van 2H2O). Er moeten aan de linkerkant twee zuurstofatomen bij, oftewel een zuurstofmolecuul:
Reactievergelijking verbranding methaan - correct
Nu klopt de reactievergelijking weer.
Slide 36 - Tekstslide
Reactievergelijking
In een reactievergelijking worden de stoffen weergegeven in formulevorm.
Voor de verbranding van koolstof ziet de reactievergelijking er als volgt uit:
Omdat er tijdens een chemische reactie geen atomen gemaakt of vernietigd worden, moeten we ervoor zorgen dat er voor en na de pijl evenveel atomen van elke atoomsoort staan. In de bovenstaande reactievergelijking is dit het geval.
Is dit niet het geval, ga dan als volgt te werk:
Schrijf op hoeveel atomen je aan beide kanten van de vergelijking hebt.
Begin met de atomen in evenwicht te brengen. Dit doe je door voor de molecuulformule een cijfer te zetten (ook wel coëfficiënt genoemd).
Het is hierbij het handigst om te beginnen met een atoomsoort die in het minst aantal moleculen voorkomt en te eindigen met een molecuul dat maar één atoomsoort bevat.
Slide 37 - Video
Deze slide heeft geen instructies
Slide 38 - Link
Hier kun je oefenen met reactievergelijkingen kloppend maken!
Slide 39 - Tekstslide
Mest verdunnen is voor veel melkveehouders niet nieuw. Sinds 1 januari 2019 is mestverdunning zelfs verplicht voor boeren op klei- en veengrond bij gebruik van de sleepvoetbemester. Dat verdunnen doen ze in een verhouding van 1:2, oftewel één deel water op twee delen mest. Een grotere verdunning is hierbij toegestaan.
Reden voor deze verplichting is dat verdunde mest (1:2) bij sleepvoetbemesting 40 tot 50 procent ammoniakreductie geeft.
Aantonen
Bij controle moeten boeren aantonen dat ze mest verdunnen. Volgens de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO.nl) zijn daar geen regels voor. Boeren bepalen zelf hoe ze dat aantonen, bijvoorbeeld met een pomp.
Hoeveel veehouders er al water toevoegen aan de mest, is niet duidelijk. Ook is niet bekend hoeveel ze exact verdunnen. De meitelling van 2020 zal daar meer inzicht in geven.
Kortetermijnmaatregelen
Mest aanlengen lijkt dus veelbelovend. Het is zelfs een van de kortetermijnmaatregelen die het kabinet en het Landbouw Collectief met elkaar afspraken op 18 december 2019. Het wordt in één adem genoemd met de maatregelen 'minder eiwit in rantsoen' en 'koeien vaker in de wei'.
In het rapport 'Uit de gecreëerde stikstofimpasse' schrijft het Landbouw Collectief dat een toevoeging van 50 procent water bij zodebemesting op grasland kan leiden tot een ammoniakreductie van 40 procent of meer, rekening houdend met weersomstandigheden en bodemgesteldheid. Onder mest verdunnen valt ook het toevoegen van water aan de mestput of sproeien van de mestvloer.
Minder ammoniakuitstoot
Mest verdunnen geeft minder uitstoot van ammoniak. Dat zit zo. Het bevat een lagere ammoniakconcentratie en het sijpelt beter de grond in. Er komt dus meer stikstof in de bodem en er is minder uitstoot in de lucht. En omdat verdunde mest makkelijker de grond indringt, neemt het gras de nutriënten beter op. Met dezelfde hoeveelheid mest en minder kunstmest oogst de veehouder meer gras.
Ook al zegt het Landbouw Collectief dat het effect van mestverdunning bij de zodebemester aanzienlijk is, niemand weet exact wat de uitstoot is. 'De emissiefactor is nog nooit wetenschappelijk onderzocht', zegt Gerard Migchels, onderzoeker bij Wageningen University & Research.
Voor de sleepvoetbemester is dat wel bekend. Bij deze machine ligt de emissiefactor zonder verdunning op 30,5 procent en met verdunning (1:2) op 19 procent. Dit betekent dat 19 procent van de stikstof die kan verluchtigen in verdunde mest, ook daadwerkelijk vervluchtigt.
Geld voor onderzoek
Migchels hoopt dat het ministerie van LNV geld beschikbaar stelt voor onderzoek naar de emissiefactor van verdunde mest toegediend via de zodebemester.
Naar de uitkomst blijft het gissen. 'Ik kan me voorstellen dat het effect van verdunnen bij de zodebemester kleiner is dan bij de sleepvoet. Je brengt de mest immers niet op maar in de grond.'
Percentage
De onderzoeker verwacht een ammoniakreductie tussen de 15 en 40 procent. 'Een percentage van 25 ligt voor de hand, alhoewel het resultaat ook zomaar eens positiever kan zijn. Voor droge zandgrond kan een verdunning met water misschien juist gunstig uitpakken.'
Extra reductie is verder nog te realiseren door netjes te werken tijdens het mest uitrijden. Want verdunde mest kan nog weleens versmeren, zeker bij hoge volumes. Bij een drijfmestgift van 50 kuub en 25 kuub water komt het volume op 75 kuub per hectare. 'Dat wordt best lastig. Maar bij de helft van deze giften moet het lukken om de mest fatsoenlijk toe te dienen.'
Verplicht of vrijwillig
Over een algehele verplichting om mest aan te lengen, wordt niet gesproken. Het Landbouw Collectief wil dat de maatregelen uitvoerbaar blijven. Melkveehouders moeten genoeg ruimte krijgen voor precieze invulling. Ze denken aan een keuzemodel, waarbij de boer vrijwillig, maar niet vrijblijvend, kiest uit extra weidegang, minder eiwit in het rantsoen en/of mestverdunning.
Wanneer boeren hier daadwerkelijk mee te maken krijgen, is onbekend. Een woordvoerder van het ministerie van LNV laat weten dat de uitwerking nog onderwerp van gesprek is. 'We kunnen op dit moment dan ook nog niet aangeven of, en zo ja in welke vorm, deze maatregel wordt ingevoerd.'
LTO Nederland
Ook LTO Nederland zegt dat het thema nog in de pijplijn zit. 'De afspraken die het Landbouw Collectief met het kabinet maakte, worden nu verder uitgewerkt', zegt Willemien van de Kandelaar, LTO-specialist Melkveehouderij. 'Dat geldt ook specifiek voor mestaanwending. Daar valt nu dus niet veel over te vertellen.'
Of het verdunnen voor elke veehouder mogelijk is, is ook nog de vraag. In sommige regio's in Nederland is onvoldoende water beschikbaar in de sloten en moeten er putten worden geslagen. Volgens het Landbouw Collectief gaat het al snel om 30.000 euro per put. Ook een vergunning is vereist.
'Je begrijpt dat waterschappen daar niet blij mee zijn', zegt Migchels. 'Een andere optie is een waterbassin met regenwater.'
Prijzig
Bij loonbedrijf Huiskamp weten ze dat verdund mest uitrijden via de sleepslang niet bij elke boer past. In hun werkgebied zijn er veel bedrijven met kleine huiskavels. Sleepslangbemesting is dan onpraktisch en relatief prijzig.
'Water is ook niet overal voorhanden. Je kunt dan beter mest aanlengen in de kelder, al is dat ook duurder, want je moet meer kuub uitrijden', zegt Meekes. 'En bij de meesten zit de put al vol mest. Er kan geen water meer bij.'
https://agrarischwaterbeheer.nl/system/files/documenten/pagina/fs_24_verdunnen_van_mest.pdf
