4.3 Energie en milieu

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

par 4.1 verbranding

Branddriehoek

De drie voorwaarden voor het verlopen van een verbrandingsreactie

Oxiden

Een oxide is een verbinding die bestaat uit twee atoomsoorten:

- zuurstof

- element dat is verbrand

Verbranding 

A  +                                       ->  A,O

of 

A, B   +            -> A,O + B,O

O​2​​

O​2​​

Oxiden

(On)volledige verbranding

Reagentia

Reagens = gevoelig en/of selectief

gevoeilig: toont slecht weinig andere stoffen aan

selectief: toon een of enkele andere stoffen aan

 

Reagentia

Reagens = gevoelig en/of selectief

gevoeilig: toont slecht weinig andere stoffen aan

selectief: toon een of enkele andere stoffen aan

 

par 4.2 ontleding

Fotolyse

Ontleding door middel van licht

Elektrolyse

Ontleding door middel van elektriciteit

Thermolyse

Ontleding door middel van warmte

Exotherme ontleding

Soms is een ontleding toch exotherm. Er is wel energie nodig om te kunnen laten plaatsvinden, maar er komt dan zoveel energie vrij na de ontleding dat er toch sprake is van een exotherme reactie.

Bijvoorbeeld: natriumazide in airbags

4.3 energie en milieu

leerdoelen:

Aan het eind van de les:

• weet je welke stoffen in de atmosfeer komen door de verbranding van (fossiele) brandstoffen
• weet je welke milieuproblemen deze veroorzaken
• kun je voor- en nadelen noemen van alternatieve energiebronnen en  hoe deze een rol spelen in de discussie over de klimaat- en energiecrisis

Wat is duurzaamheid?

Wat zijn de belangrijkste vormen van energie?

1. Steenkool

trage koolstof-

kringloop

Wat zijn de belangrijkste vormen van energie?

2. Aardolie

trage koolstofkringloop

Wat zijn de belangrijkste vormen van energie?

3. Aardgas

trage koolstofkringloop

Wat is de betekenis van fossiele energiebronnen?

Zonder fossiele brandstoffen was het

hoge ontwikkelingspeil van Nederland 

(en veel andere landen) niet mogelijk geweest.

Wat zijn de gevolgen van het gebruik van fossiele energie voor de atmosfeer?

Fossiele brandstoffen bestaan uit ...

1. moleculen met alleen C-atomen
2. moleculen met alleen N-atomen
3. dode organismen van eeuwen geleden
4. dode organismen van miljoenen jaren geleden

Fossiele brandstoffen leiden vooral tot uitstoot van ...

1. koolstof
2. stikstofverbindingen
3. CO2
4. water en stikstof

CO2         

                H2O              SO2

                                NOx

Bij de verbranding van fossiele brandstoffen ontstaan de volgende oxiden:

Stikstofprobleem

Het stikstofprobleem gaat over

1. stikstofgas uit de lucht
2. stikstofverbindingen
3. verstikkende stoffen
4. te weinig zuurstof in de lucht

zwavelzuur

salpeterzuur

ZURE REGEN

Zure regen: wat is zuur?

Hoe zuur een oplossing is, geef je aan met de pH waarde.

Het tegenovergestelde van zuur noem je basisch

            SO2

                                NOx

Hoe kun je uitstoot van NO_x en SO₂ tegengaan?

In de hete motor reageren O₂ en N₂ uit de lucht met elkaar tot NO en NO₂ (NO_x). Als de brandstof S bevat, dan ontstaat er bij verbranding ook SO₂.

De katalysator in de uitlaat zet het schadelijke NO_x en CO om in stikstof (N₂) en koolstofdioxide (CO₂)

Door minder hard te rijden, komt er ook minder NOx in de lucht. Daarom mag je maar 100 km/h op de snelweg

De stikstofuitstoot is het hoogste bij ...

1. het verkeer
2. de bouw
3. de landbouw
4. de luchtvaart

Versterkt broeikaseffect

Wat zijn de gevolgen van het gebruik van fossiele energie voor de atmosfeer?

2. Versterkt broeikaseffect

Het streven voor maximale temperatuurstijging op aarde is

1. 1,0 graad
2. 1,5 graden
3. 3,0 graden
4. 10 graden

Welke gevolgen heeft het gebruik van fossiele brandstoffen?

- klimaatverandering

- opraken van fossiele brandstoffen

Oplossing: Duurzame energiebronnen

Welke oplossingen zijn er om het gebruik van fossiele brandstoffen en de uitstoot van CO2 te verminderen?

1. Windenergie (duurzaam)

Wat zijn de sterke en zwakke punten van duurzame vormen van energie?

Voordelen windenergie:

+ het waait bijna altijd in Nederland

+ het is bijna net zo duur als fossiele energie

+ duurzaam en schoon

Wat zijn de sterke en zwakke punten van duurzame vormen van energie?

Nadelen windenergie

- lawaai en horizonvervuiling 

- op zee = 3x zo duur

- betrouwbaarheid, het waait niet altijd 

- niet op te slaan

Welke oplossingen zijn er om het gebruik van fossiele brandstoffen en de uitstoot van CO2 te verminderen?

2. Zonne-energie (duurzaam)

Wat zijn de sterke en zwakke punten van duurzame vormen van energie?

Voordelen zonne-energie:

+ duurzaam en schoon

Wat zijn de sterke en zwakke punten van duurzame vormen van energie?

Nadelen van zonne-energie:

- hoge kosten

- betrouwbaarheid, weinig uren zon

- opwekken van energie niet op hetzelfde moment als verbruik > problemen om netwerk stabiel te houden

- grote zonneparken op land of water tasten bodem/waterkwaliteit aan (zonder licht geen plantengroei)

Welke oplossingen zijn er om het gebruik van fossiele brandstoffen en de uitstoot van CO2 te verminderen?

3. Biomassa (duurzaam?)

Wat zijn de sterke en zwakke punten van duurzame vormen van energie?

Voordelen biomassa:

+ goedkoop

+ duurzaam en schoon, of toch niet?

+ grondstof biobrandstof

Wat zijn de sterke en zwakke punten van duurzame vormen van energie?

Nadelen biomassa:

- neemt veel ruimte in

- ontbossing tropische regenwouden

- op de plek van voedselgewassen

Welke oplossingen zijn er om het gebruik van fossiele brandstoffen en de uitstoot van CO2 te verminderen?

4. Kernenergie

Wat zijn de sterke en zwakke punten van duurzame vormen van energie?

Voordelen kernenergie:

+ geen uitstoot CO2

Wat zijn de sterke en zwakke punten van duurzame vormen van energie?

Nadelen kernenergie:

- radio-actief afval moet meer dan 100 jaar opgeslagen worden

- kans dat het mis gaat is niet groot, maar ALS het mis gaat, is het een grote ramp met langdurige gevolgen voor de volksgezondheid

huiswerk 

doorlezen par 4.3 en maken opgaven par 4.3