Hoofdstuk 15 Scheikunde - Groene chemie
Wat je moet weten:
Atoomeconomie
Reactiesnelheid
15.1 Atoomeconomie
Groene chemie
Duurzaamheid
Atoomeconomie
Rendement
E-factor
Vervuilingsfactor Q
Grenswaarde
TGG
ppb
Het streven naar verduurzaming in de chemische industrie wordt groene chemie genoemd.
Een aantal aspecten van duurzaamheid zijn al besproken (hoofdstuk 7 vorig jaar). Groene
chemie maakt processen veiliger, gebruikt duurzame grondstoffen en energie en produceert
minder afval. De twaalf belangrijkste uitgangspunten zijn te vinden in BiNaS tabel 97F.
In een productieproces dat voldoet aan de uitgangspunten van de groene chemie wordt zo
veel mogelijk gewenst product gemaakt en zo min mogelijk afval. Met de atoomeconomie
bepaal je hoe efficiënt een productieproces is:
M gewenst product
Atoomeconomie= ⋅100 % waarin m de molecuulmassa is.
M beginstoffen
In de massa van de beginstoffen moet je alle beginstoffen meenemen.
Naast de atoomeconomie speelt ook het rendement een belangrijke rol bij het kiezen van
een productieproces:
Praktische opbrengst
Rendement= ⋅100 %
Theoretische opbrengst
De theoretische opbrengst is de massa van het product die volgens een kloppende
reactievergelijking maximaal bij een aflopende reactie kan ontstaan. De praktische
opbrengst is de massa van het product. Bij productie met meerdere reacties moet je het
rendement van alle stappen met elkaar vermenigvuldigen.
In de E-factor van een synthese wordt de informatie uit de atoomeconomie en het
rendement gecombineerd. Het is een maat voor de hoeveelheid afval:
, massa beginstoffen−massa gewenst product
E−factor =
massagewenst product
Hoe hoger de atoomeconomie en het rendement, hoe lager de E-factor.
Niet alleen de hoeveelheid afval is belangrijk, ook het soort afval. Daarom is er ook een
vervuilingsfactor Q. Onder de Q-factor verstaan we mate waarin een stof vervuilend is,
water is bijvoorbeeld Q = 0, zout Q = 1 en giftige producten Q = 100 …. Q = 1000.
Om de veiligheid bij het werken met stoffen te bevorderen is voor veel stoffen een
grenswaarde vastgesteld: de maximaal toegestane hoeveelheid van de stof in mg per m 3
lucht. Als uitgangspunt wordt gehanteerd dat de gezondheid van mensen en hun nageslacht
niet wordt geschaad bij herhaalde blootstelling aan de concentratie gedurende een
arbeidsleven. In BiNaS tabel 97A vind je de grenswaarden van een aantal stoffen met een
TGG: tijd gewogen gemiddelde, van 8 uur.
Stoffen die erg giftig zijn hebben een zeer kleine grenswaarde. Deze waarde wordt vaak
uitgedrukt in ppb in plaats van mg per m3. Dit staat voor parts per billion en geeft het aantal
delen per 109 weer. Dit komt overeen met het aantal μg van de stof per kg lucht.
hoeveelheid stof X
Percentage stof X in een mengsel: ⋅100 %
hoeveelheid mengsel
hoeveelheid stof X
Promillage stof X in een mengsel: ⋅ 1000 %
hoeveelheid mengsel
hoeveelheid stof X 6
Aantal ppm stof X in een mengsel: ⋅ 10 ppm
hoeveelheid mengsel
hoeveelheid stof X
Aantal ppb stof X in een mengsel: ⋅109 ppb
hoeveelheid mengsel
Bij deze berekening moeten de eenheden in teller en noemer gelijk zijn.
15.2 Energiebalans
Energiebalans
Wet van behoud van energie
Energie-effect
Reactiewarmte
Vormingswarmte
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 is altijd van toepassing: energie gaat niet verloren, maar
Wat je moet weten:
Atoomeconomie
Reactiesnelheid
15.1 Atoomeconomie
Groene chemie
Duurzaamheid
Atoomeconomie
Rendement
E-factor
Vervuilingsfactor Q
Grenswaarde
TGG
ppb
Het streven naar verduurzaming in de chemische industrie wordt groene chemie genoemd.
Een aantal aspecten van duurzaamheid zijn al besproken (hoofdstuk 7 vorig jaar). Groene
chemie maakt processen veiliger, gebruikt duurzame grondstoffen en energie en produceert
minder afval. De twaalf belangrijkste uitgangspunten zijn te vinden in BiNaS tabel 97F.
In een productieproces dat voldoet aan de uitgangspunten van de groene chemie wordt zo
veel mogelijk gewenst product gemaakt en zo min mogelijk afval. Met de atoomeconomie
bepaal je hoe efficiënt een productieproces is:
M gewenst product
Atoomeconomie= ⋅100 % waarin m de molecuulmassa is.
M beginstoffen
In de massa van de beginstoffen moet je alle beginstoffen meenemen.
Naast de atoomeconomie speelt ook het rendement een belangrijke rol bij het kiezen van
een productieproces:
Praktische opbrengst
Rendement= ⋅100 %
Theoretische opbrengst
De theoretische opbrengst is de massa van het product die volgens een kloppende
reactievergelijking maximaal bij een aflopende reactie kan ontstaan. De praktische
opbrengst is de massa van het product. Bij productie met meerdere reacties moet je het
rendement van alle stappen met elkaar vermenigvuldigen.
In de E-factor van een synthese wordt de informatie uit de atoomeconomie en het
rendement gecombineerd. Het is een maat voor de hoeveelheid afval:
, massa beginstoffen−massa gewenst product
E−factor =
massagewenst product
Hoe hoger de atoomeconomie en het rendement, hoe lager de E-factor.
Niet alleen de hoeveelheid afval is belangrijk, ook het soort afval. Daarom is er ook een
vervuilingsfactor Q. Onder de Q-factor verstaan we mate waarin een stof vervuilend is,
water is bijvoorbeeld Q = 0, zout Q = 1 en giftige producten Q = 100 …. Q = 1000.
Om de veiligheid bij het werken met stoffen te bevorderen is voor veel stoffen een
grenswaarde vastgesteld: de maximaal toegestane hoeveelheid van de stof in mg per m 3
lucht. Als uitgangspunt wordt gehanteerd dat de gezondheid van mensen en hun nageslacht
niet wordt geschaad bij herhaalde blootstelling aan de concentratie gedurende een
arbeidsleven. In BiNaS tabel 97A vind je de grenswaarden van een aantal stoffen met een
TGG: tijd gewogen gemiddelde, van 8 uur.
Stoffen die erg giftig zijn hebben een zeer kleine grenswaarde. Deze waarde wordt vaak
uitgedrukt in ppb in plaats van mg per m3. Dit staat voor parts per billion en geeft het aantal
delen per 109 weer. Dit komt overeen met het aantal μg van de stof per kg lucht.
hoeveelheid stof X
Percentage stof X in een mengsel: ⋅100 %
hoeveelheid mengsel
hoeveelheid stof X
Promillage stof X in een mengsel: ⋅ 1000 %
hoeveelheid mengsel
hoeveelheid stof X 6
Aantal ppm stof X in een mengsel: ⋅ 10 ppm
hoeveelheid mengsel
hoeveelheid stof X
Aantal ppb stof X in een mengsel: ⋅109 ppb
hoeveelheid mengsel
Bij deze berekening moeten de eenheden in teller en noemer gelijk zijn.
15.2 Energiebalans
Energiebalans
Wet van behoud van energie
Energie-effect
Reactiewarmte
Vormingswarmte
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 is altijd van toepassing: energie gaat niet verloren, maar
