H15: Groene chemie
15.1 Atoomeconomie
Deze paragraaf gat vooral over de atoomeconomie en het rendement. Je wilt zo duurzaam mogelijk
iets gaan maken.
mgewenst product
De formule voor atoomeconomie = 100%
mbeginstoffen
We gaan 2x zink maken met 2 verschillende processen.
proces 1
4 ZnO + CH4 → 4 Zn + CO2 + 2 H2O
We gaan nu van elk molecuul heel gemakkelijk de molecuulmassa berekenen. 4 x ZnO heeft een
massa van 325,52 u en methaan heeft een massa van 16,042 u. We willen weten wat de atoom
economie is van zink in deze reactie. De molecuulmassa van 4 x Zn = 261,52 u
261,52
100% = 76,566 % , dus 23,4 % afval
325,52 16, 042
proces 2
ZnO + CO → Zn + CO2
We gaan nu van elk molecuul heel gemakkelijk de molecuulmassa berekenen. ZnO heeft een massa
van 81,38 u en CO heeft een massa van 28,010 u. We willen weten wat de atoom economie is van
zink in deze reactie. De molecuulmassa van Zn = 65,38
65,38
100% = 59,77% ,dus 40,2 % afval
81,38 28, 010
proces 1 is dus groener dan proces 2.
Maarr……. Bij de vorige reacties zijn we eigenlijk uitgegaan van 100% rendement. Dus dat alles zou
reageren zonder afval.
Berekenen van het rendement
4 ZnO + CH4 → 4 Zn + CO2 + 2 H2O
Bij deze reactie moeten we eerst de theoretische opbrengst berekenen. Deze kun je berekenen door
de standaard stappen te volgen.
Stel we laten 651 gram ZnO reageren:
, 1. We delen die 651 gram door de molecuulmassa van (1x) ZnO
2. Vervolgens doen we deze waarde x 1 vanwege verhouding 4 : 4
3. tot slot die hoeveelheid x de molecuulmassa van zink
Dan zou er 523 gram zink ontstaan bij een rendement van 100%
Maar het rendement van een proces kan verschillen. Neem als rendement nou 70%, dan komt er
maar 0,7x523 = 366,1 gram
E-factor en Q-factor
De E-factor is de hoeveelheid afval die ontstaat t.o.v. de hoeveelheid stof die je wilt produceren
4 ZnO + CH4 → 4 Zn + CO2 + 2 H2O
Stel rendement is 70% Er wordt zink gemaakt, dus 0,7 x 261,52 (praktisch verkregen)
afval = beginstoffen -gewenst product = afval
Dus (352,52 + 16,042) – 183,06 = 158,50
Dus E-factor = 158,50/183,06 = 0,86580
Hoe kleiner de E-factor hoe beter het is.
De Q-factor geeft de mate van giftigheid aan voor het milieu. (vervuilingscoëfficient)
Water heeft een Q = 0, niet giftig
NaCl = 1
Giftige stoffen Q = 100 – 1000
TGG-waarde berekenen
Gebruik BiNaS tabel 97A.
15.1 Atoomeconomie
Deze paragraaf gat vooral over de atoomeconomie en het rendement. Je wilt zo duurzaam mogelijk
iets gaan maken.
mgewenst product
De formule voor atoomeconomie = 100%
mbeginstoffen
We gaan 2x zink maken met 2 verschillende processen.
proces 1
4 ZnO + CH4 → 4 Zn + CO2 + 2 H2O
We gaan nu van elk molecuul heel gemakkelijk de molecuulmassa berekenen. 4 x ZnO heeft een
massa van 325,52 u en methaan heeft een massa van 16,042 u. We willen weten wat de atoom
economie is van zink in deze reactie. De molecuulmassa van 4 x Zn = 261,52 u
261,52
100% = 76,566 % , dus 23,4 % afval
325,52 16, 042
proces 2
ZnO + CO → Zn + CO2
We gaan nu van elk molecuul heel gemakkelijk de molecuulmassa berekenen. ZnO heeft een massa
van 81,38 u en CO heeft een massa van 28,010 u. We willen weten wat de atoom economie is van
zink in deze reactie. De molecuulmassa van Zn = 65,38
65,38
100% = 59,77% ,dus 40,2 % afval
81,38 28, 010
proces 1 is dus groener dan proces 2.
Maarr……. Bij de vorige reacties zijn we eigenlijk uitgegaan van 100% rendement. Dus dat alles zou
reageren zonder afval.
Berekenen van het rendement
4 ZnO + CH4 → 4 Zn + CO2 + 2 H2O
Bij deze reactie moeten we eerst de theoretische opbrengst berekenen. Deze kun je berekenen door
de standaard stappen te volgen.
Stel we laten 651 gram ZnO reageren:
, 1. We delen die 651 gram door de molecuulmassa van (1x) ZnO
2. Vervolgens doen we deze waarde x 1 vanwege verhouding 4 : 4
3. tot slot die hoeveelheid x de molecuulmassa van zink
Dan zou er 523 gram zink ontstaan bij een rendement van 100%
Maar het rendement van een proces kan verschillen. Neem als rendement nou 70%, dan komt er
maar 0,7x523 = 366,1 gram
E-factor en Q-factor
De E-factor is de hoeveelheid afval die ontstaat t.o.v. de hoeveelheid stof die je wilt produceren
4 ZnO + CH4 → 4 Zn + CO2 + 2 H2O
Stel rendement is 70% Er wordt zink gemaakt, dus 0,7 x 261,52 (praktisch verkregen)
afval = beginstoffen -gewenst product = afval
Dus (352,52 + 16,042) – 183,06 = 158,50
Dus E-factor = 158,50/183,06 = 0,86580
Hoe kleiner de E-factor hoe beter het is.
De Q-factor geeft de mate van giftigheid aan voor het milieu. (vervuilingscoëfficient)
Water heeft een Q = 0, niet giftig
NaCl = 1
Giftige stoffen Q = 100 – 1000
TGG-waarde berekenen
Gebruik BiNaS tabel 97A.
