Scheikunde hoofdstuk 15
Scheikunde §15.1
Met de atoomeconomie bepaal je hoe efficiënt een productieproces is. Er geldt:
m gewenst product
Atoomeconomie = · 100% m = molecuulmassa
m beginstoffen
Naast de atoomeconomie speelt ook het rendement en belangrijke rol bij het kiezen van een
productieproces. Een reactie verloopt namelijk bijna nooit voor 100% er zijn vaak
afvalproducten. Er geldt:
praktische opbrengst
Rendement = · 100%
theoretische opbrengst
Voor de E-factor wordt de informatie uit de atoomeconomie en het rendement
gecombineerd. De E-factor is een maat voor de hoeveelheid afval die ontstaat bij een
productieproces. Het is een hulpmiddel om de efficiëntie van verschillende processen te
vergelijken. Hoe hoger de atoomeconomie en het rendement, hoe lager de E-factor.
De E-factor kan je bereken met (Binas 37H):
m beginstoffen−m gewenst product
E-factor =
m gewenst product
Onder de Q-factor verstaan we de mate waarin een stof vervuilend is. Daarom wordt het ook
wel de vervuilingsfactor Q.
Om de veiligheid bij het werken met stoffen te bevorderen, is er voor veel stoffen een
grenswaarde vastgesteld. Dit is de maximale toegestane hoeveelheid van een stof in
mg/m3. De gezondheid van de werknemers én hun nageslacht mag niet worden geschaad bij
herhaalde blootstelling aan die 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 wordt vaak
uitgedrukt in ppm en ppb (parts per million / billion).
Scheikunde §15.2
Bij alle processen geldt dat de totale hoeveelheid energie constant blijft, dit is de
energiebalans. De wet van behoud van energie is altijd van toepassing; energie gaat niet
verloren maar wordt omgezet naar een andere vorm (licht/warmte). Er treedt bij alle
processen een energie-effect op. De reactie is exotherm als er energie vrijkomt en
endotherm als er voortdurend energie wordt toegevoerd.
De reactie-energie (ΔE) = Ereactieproducten - Ebeginstoffen.
Omdat de reactie-energie meestal vrijwel volledig uit warmte bestaat, noem je de reactie-
energie reactiewarmte.
Je kunt de reactiewarmte van een chemische reactie bereken met behulp van de
vormingswarmte (Binas 57A, B) van de deelnemende stoffen. De vormingswarmte is de
energie die nodig is of vrijkomt bij de vorming van één mol stof uit de elementen. Als de
reactiewarmte negatief is, dan is de reactie exotherm.
Scheikunde §15.3
Als de reactiesnelheid groot is, is de reactietijd klein en wordt de productiecapaciteit hoger
(mogelijk lagere kosten). De reactiesnelheid (s) is gedefinieerd als het aantal mol stof of het
aantal mol deeltjes dat per seconde ontstaat of verdwijnt in een volume van één liter
(eenheid = mol/L/s).
De concentratie van de beginstoffen is een van de factoren die invloed heeft op de
reactiesnelheid. Als je bij een experiment de reactiesnelheid wilt meten, moet je kiezen voor
een reactie waarvan je de concentratieverandering goed kunt meten.
Vaak verloopt een reactie in meerdere stappen, er is sprake van een reactiemechanisme
waarbij meerdere stappen achter elkaar verlopen. De langzaamste stap bepaalt dan de
snelheid van de totale reactie.
De tijd tussen het begin van de reactie en het intreden van de evenwichtstoestand moet zo
kort mogelijk zijn, deze tijd noem je de insteltijd (t1). Als je een katalysator in een
productieproces met evenwichtsreacties gebruikt, neemt de snelheid van beide reacties
Scheikunde §15.1
Met de atoomeconomie bepaal je hoe efficiënt een productieproces is. Er geldt:
m gewenst product
Atoomeconomie = · 100% m = molecuulmassa
m beginstoffen
Naast de atoomeconomie speelt ook het rendement en belangrijke rol bij het kiezen van een
productieproces. Een reactie verloopt namelijk bijna nooit voor 100% er zijn vaak
afvalproducten. Er geldt:
praktische opbrengst
Rendement = · 100%
theoretische opbrengst
Voor de E-factor wordt de informatie uit de atoomeconomie en het rendement
gecombineerd. De E-factor is een maat voor de hoeveelheid afval die ontstaat bij een
productieproces. Het is een hulpmiddel om de efficiëntie van verschillende processen te
vergelijken. Hoe hoger de atoomeconomie en het rendement, hoe lager de E-factor.
De E-factor kan je bereken met (Binas 37H):
m beginstoffen−m gewenst product
E-factor =
m gewenst product
Onder de Q-factor verstaan we de mate waarin een stof vervuilend is. Daarom wordt het ook
wel de vervuilingsfactor Q.
Om de veiligheid bij het werken met stoffen te bevorderen, is er voor veel stoffen een
grenswaarde vastgesteld. Dit is de maximale toegestane hoeveelheid van een stof in
mg/m3. De gezondheid van de werknemers én hun nageslacht mag niet worden geschaad bij
herhaalde blootstelling aan die 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 wordt vaak
uitgedrukt in ppm en ppb (parts per million / billion).
Scheikunde §15.2
Bij alle processen geldt dat de totale hoeveelheid energie constant blijft, dit is de
energiebalans. De wet van behoud van energie is altijd van toepassing; energie gaat niet
verloren maar wordt omgezet naar een andere vorm (licht/warmte). Er treedt bij alle
processen een energie-effect op. De reactie is exotherm als er energie vrijkomt en
endotherm als er voortdurend energie wordt toegevoerd.
De reactie-energie (ΔE) = Ereactieproducten - Ebeginstoffen.
Omdat de reactie-energie meestal vrijwel volledig uit warmte bestaat, noem je de reactie-
energie reactiewarmte.
Je kunt de reactiewarmte van een chemische reactie bereken met behulp van de
vormingswarmte (Binas 57A, B) van de deelnemende stoffen. De vormingswarmte is de
energie die nodig is of vrijkomt bij de vorming van één mol stof uit de elementen. Als de
reactiewarmte negatief is, dan is de reactie exotherm.
Scheikunde §15.3
Als de reactiesnelheid groot is, is de reactietijd klein en wordt de productiecapaciteit hoger
(mogelijk lagere kosten). De reactiesnelheid (s) is gedefinieerd als het aantal mol stof of het
aantal mol deeltjes dat per seconde ontstaat of verdwijnt in een volume van één liter
(eenheid = mol/L/s).
De concentratie van de beginstoffen is een van de factoren die invloed heeft op de
reactiesnelheid. Als je bij een experiment de reactiesnelheid wilt meten, moet je kiezen voor
een reactie waarvan je de concentratieverandering goed kunt meten.
Vaak verloopt een reactie in meerdere stappen, er is sprake van een reactiemechanisme
waarbij meerdere stappen achter elkaar verlopen. De langzaamste stap bepaalt dan de
snelheid van de totale reactie.
De tijd tussen het begin van de reactie en het intreden van de evenwichtstoestand moet zo
kort mogelijk zijn, deze tijd noem je de insteltijd (t1). Als je een katalysator in een
productieproces met evenwichtsreacties gebruikt, neemt de snelheid van beide reacties
