Hoofdstuk 15 ‘Groene chemie’
Paragraaf 15.1 ‘Principes van de groene chemie’
Principes van groene chemie
De invulling van het begrip duurzame ontwikkeling in de chemische industrie noem je groene
chemie. In Binas tabel 97F staan 12 principes voor de groene chemie, deze zijn gebaseerd op
processen die:
1. Veiliger zijn;
2. Minder grondstoffen en energie gebruiken;
3. Zoveel mogelijk gebruikmaken van energie en grondstoffen die duurzaam zijn;
4. Minder vervuiling geven.
Atoomeconomie en rendement
Men wil met zo weinig mogelijk beginstoffen de maximale hoeveelheid van het product maken,
zonder veel bijproducten te hebben. Atoomeconomie: welk percentage van de atomen uit de
beginstoffen zit in het gewenste eindproduct:
Atoomeconomie= (mgewenst product/ mbeginstoffen ) x 100%
- m = molecuulmassa
Niet alle beginstoffen zijn zuiver, nevenreacties en evenwichtsreacties zorgen ervoor dat de reactie
nooit 100% verloopt, daarom gebruiken we naast de atoomeconomie ook wel het rendement:
Rendement: (praktische opbrengst/ theoretische opbrengst) x 100%
Theoretische opbrengst = de massa van het product die volgens een kloppende reactievergelijking
zou ontstaan bij een aflopende reactie (g mol molverhouding mol g)
Praktische opbrengst = de massa van het product zoals die bij een bepaalde synthese in een
chemische fabriek wordt gevormd.
Bij een synthese waar meerdere reacties na elkaar verlopen, moet je de rendementen van alle
stappen met elkaar vermenigvuldigen.
E-factor en Q-factor
De E-factor is de hoeveelheid afval per kg product bij een productieproces (klein bij weinig
bruikbaar). Hiermee kan je de efficiëntie van processen vergelijken.
E = (mbeginstoffen-mgewenst product)/ mgewenst product
Let op: geen procentwaarde!
Let op: je gebruikt bij de E-factor altijd de praktische opbrengst!
De vervuilingsfactor is de mate waarin een stof vervuilend is. E-factor: hoeveelheid afval- Q-factor:
soort afval.
- Water: Q=0
- Niet schadelijke zouten (bv. NaCl): Q=1
- Giftige producten: Q= 100… 1000
Grenswaarde: de maximale toegestane hoeveelheid van een gas, damp, aerosol (druppels in damp),
vezels of van een stof in mg per m3 lucht op de werkplek. Er wordt gehanteerd dat de gezondheid van
werknemers én hun nageslacht niet wordt geschaad bij herhaalde blootstelling aan die concentratie
gedurende een arbeidsleven. Toch kan de gezondheid alsnog in gevaar komen door bv. verschil in
gevoeligheid.
In Binas tabel 97A vind je de grenswaarden van een aantal stoffen met een TGG (tijdgewogen
gemiddelde) van 8 uur.
Giftige stoffen hebben een kleine grenswaarde uitgedrukt in ppb (x 109) (i.p.v. mg per m3).
ppb: mg m-3/ dichtheid lucht mg m-3 hoeveelheid stof (mg)/ hoeveel lucht (m3)
, Paragraaf 15.3 Energiebalans
Het energie-effect van een reactie
De wet van behoud van energie is altijd van toepassing: energie gaat niet verloren, maar wordt
omgezet van de ene vorm in een andere vorm zoals licht, warmte of elektriciteit = energiebalans. Bij
al de processen is er een energie-effect die gelijk is aan Δ chemische energie:
Energie-effect = ΔE = Ereactieproducten-Ebeginstoffen.
o Exotherm? Hoeveelheid chemische energie kleiner dan beginstoffen - getal.
o Endotherm? Hoeveelheid chemische energie groter dan beginstoffen + getal.
Energiediagrammen
Activeringsenergie: de hoeveelheid energie (warmte) die beginstoffen opnemen om te kunnen
reageren. De beginstoffen komen in de geactiveerde toestand. Reactietemperatuur: de temperatuur
die voor de reactie zorgt.
Energiediagram: energieniveaus van beginstoffen, reactieproducten en geactiveerde toestand.
Vormingswarmte en reactiewarme
Het energie-effect bereken je met de vormingswarmte (tabel 57A/B) van de deelnemende stoffen:
de energie die nodig is/ vrijkomt bij de vorming van 1 mol stof uit de elementen. De vormingswarmte
van een element = 0.
- Bij een ontleding is er sprake van een endotherme reactie:
H2O H2 + ½ O2
- Bij een vorming is er sprake van een exotherme reactie:
H2 + ½ O2 H2O
(Reactie-energie) Reactiewarmte= de hoeveelheid energie (vrijwel volledig warmte) die vrijkomt bij
een reactie of ervoor nodig is.
Δ Vormingswarmtereactieproducten – vormingswarmtebeginstoffen
1. Schrijf de vergelijking op;
2. Zoek de vormingswarmten van de stoffen op;
3. Maak de energiebalans;
4. Antwoord: vergelijking + energiebalans
5. Exotherm of endotherm?
Paragraaf 15.1 ‘Principes van de groene chemie’
Principes van groene chemie
De invulling van het begrip duurzame ontwikkeling in de chemische industrie noem je groene
chemie. In Binas tabel 97F staan 12 principes voor de groene chemie, deze zijn gebaseerd op
processen die:
1. Veiliger zijn;
2. Minder grondstoffen en energie gebruiken;
3. Zoveel mogelijk gebruikmaken van energie en grondstoffen die duurzaam zijn;
4. Minder vervuiling geven.
Atoomeconomie en rendement
Men wil met zo weinig mogelijk beginstoffen de maximale hoeveelheid van het product maken,
zonder veel bijproducten te hebben. Atoomeconomie: welk percentage van de atomen uit de
beginstoffen zit in het gewenste eindproduct:
Atoomeconomie= (mgewenst product/ mbeginstoffen ) x 100%
- m = molecuulmassa
Niet alle beginstoffen zijn zuiver, nevenreacties en evenwichtsreacties zorgen ervoor dat de reactie
nooit 100% verloopt, daarom gebruiken we naast de atoomeconomie ook wel het rendement:
Rendement: (praktische opbrengst/ theoretische opbrengst) x 100%
Theoretische opbrengst = de massa van het product die volgens een kloppende reactievergelijking
zou ontstaan bij een aflopende reactie (g mol molverhouding mol g)
Praktische opbrengst = de massa van het product zoals die bij een bepaalde synthese in een
chemische fabriek wordt gevormd.
Bij een synthese waar meerdere reacties na elkaar verlopen, moet je de rendementen van alle
stappen met elkaar vermenigvuldigen.
E-factor en Q-factor
De E-factor is de hoeveelheid afval per kg product bij een productieproces (klein bij weinig
bruikbaar). Hiermee kan je de efficiëntie van processen vergelijken.
E = (mbeginstoffen-mgewenst product)/ mgewenst product
Let op: geen procentwaarde!
Let op: je gebruikt bij de E-factor altijd de praktische opbrengst!
De vervuilingsfactor is de mate waarin een stof vervuilend is. E-factor: hoeveelheid afval- Q-factor:
soort afval.
- Water: Q=0
- Niet schadelijke zouten (bv. NaCl): Q=1
- Giftige producten: Q= 100… 1000
Grenswaarde: de maximale toegestane hoeveelheid van een gas, damp, aerosol (druppels in damp),
vezels of van een stof in mg per m3 lucht op de werkplek. Er wordt gehanteerd dat de gezondheid van
werknemers én hun nageslacht niet wordt geschaad bij herhaalde blootstelling aan die concentratie
gedurende een arbeidsleven. Toch kan de gezondheid alsnog in gevaar komen door bv. verschil in
gevoeligheid.
In Binas tabel 97A vind je de grenswaarden van een aantal stoffen met een TGG (tijdgewogen
gemiddelde) van 8 uur.
Giftige stoffen hebben een kleine grenswaarde uitgedrukt in ppb (x 109) (i.p.v. mg per m3).
ppb: mg m-3/ dichtheid lucht mg m-3 hoeveelheid stof (mg)/ hoeveel lucht (m3)
, Paragraaf 15.3 Energiebalans
Het energie-effect van een reactie
De wet van behoud van energie is altijd van toepassing: energie gaat niet verloren, maar wordt
omgezet van de ene vorm in een andere vorm zoals licht, warmte of elektriciteit = energiebalans. Bij
al de processen is er een energie-effect die gelijk is aan Δ chemische energie:
Energie-effect = ΔE = Ereactieproducten-Ebeginstoffen.
o Exotherm? Hoeveelheid chemische energie kleiner dan beginstoffen - getal.
o Endotherm? Hoeveelheid chemische energie groter dan beginstoffen + getal.
Energiediagrammen
Activeringsenergie: de hoeveelheid energie (warmte) die beginstoffen opnemen om te kunnen
reageren. De beginstoffen komen in de geactiveerde toestand. Reactietemperatuur: de temperatuur
die voor de reactie zorgt.
Energiediagram: energieniveaus van beginstoffen, reactieproducten en geactiveerde toestand.
Vormingswarmte en reactiewarme
Het energie-effect bereken je met de vormingswarmte (tabel 57A/B) van de deelnemende stoffen:
de energie die nodig is/ vrijkomt bij de vorming van 1 mol stof uit de elementen. De vormingswarmte
van een element = 0.
- Bij een ontleding is er sprake van een endotherme reactie:
H2O H2 + ½ O2
- Bij een vorming is er sprake van een exotherme reactie:
H2 + ½ O2 H2O
(Reactie-energie) Reactiewarmte= de hoeveelheid energie (vrijwel volledig warmte) die vrijkomt bij
een reactie of ervoor nodig is.
Δ Vormingswarmtereactieproducten – vormingswarmtebeginstoffen
1. Schrijf de vergelijking op;
2. Zoek de vormingswarmten van de stoffen op;
3. Maak de energiebalans;
4. Antwoord: vergelijking + energiebalans
5. Exotherm of endotherm?
