Hoofdstuk 5

Scheikunde samenvatting hoofdstuk 5

 

5.1 Energie en energie-effecten

In het dagelijks leven gebruik je veel brandstoffen. In brandstoffen zit energie opgeslagen wat je chemische energie noemt. Uit verbranding van de brandstof komt die energie vrij. De motor in de auto zet de chemische energie om in bewegingsenergie. Warmte is ook een andere vorm van energie. Helaas lukt het bij een auto niet om alle brandstof in bewegingsenergie om te zetten en gaat de warmte vaak verloren. Het rendement is het gedeelte van de totale hoeveelheid energie die nuttig wordt gebruikt.

rendement=nuttige hoeveelheid energietotale hoeveelheid energie  x 100%

Q= de warmte in Joule

C= de soortelijke warmte, in Joule per gram per Kelvin

M= de massa van de stof in gram

DT= temperatuurverschil in Kelvin

 

Elke reactie heeft een energie-effect. Bij een exotherme reactie staan de reagerende stoffen energie af aan de omgeving. Bij een endotherme reactie nemen de reagerende stoffen energie op van de omgeving. Ontledingsreacties zijn in het algemeen endotherm. Je merkt of het exotherm of endotherm is doordat de omgeving energie verliest of juist verkrijgt (temperatuur). Bij faseovergangen wordt er energie aan de omgeving afgegeven of juist uit de omgeving gehaald. Je kan het energie-effect meten door de temperatuur verandering te meten. De eenheid van energie is Joule (J) of kilojoule (kJ). In een energiediagram geef je de hoeveelheid chemische energie van de beginstoffen en de hoeveelheid chemische energie van de reactieproducten aan. Het energieniveau van de beginstoffen is het beginniveau en het niveau van de reactieproducten is het eindniveau. Het verschil tussen begin- en eindniveau geeft het energie-effect van de reactie aan. Bij een exotherme reactie verlaagd het energieniveau en bij een endotherme reactie verhoogd het energieniveau. Je schrijft de begin en de eindstoffen op de lijnen. De
soortelijke warmte is de hoeveelheid energie die nodig is om 1,0 gram van een stof 1,0 graad in temperatuur te doen stijgen.

 

 

Q = c x m x DT

 

5.2 Branden en blussen

De ontbrandingstemperatuur is de temperatuur waarbij een stof pas gaat branden. Zo start je de verbrandingsreactie pas. Een brand kan alleen ontstaan als er

1.  Zuurstof aanwezig is
2. Temperatuur voldoende is
3. Het een brandbare stof is

Dit staat allemaal in de branddriehoek. Je hebt verschillende blusmethodes. Elke blusmethode zorgt ervoor dat één van de 3 factoren wordt weggehaald.

Blusdekens: geen zuurstof, kleding of vlam in de pan

Water: temperatuur en waterdamp voor geen zuurstof, niet elektrisch benzine olie

Poeder: geen zuurstof, schadelijk elektrische apparaten

Schuimblusser: geen zuurstof

Koolstofdioxideblusser: gasdeken geen zuurstof door grotere dichtheid dan lucht

 

 

 

 

 

5.3 verbrandingen en explosies

Een verbrandingsreactie is een reactie van een stof met zuurstof waardoor er vuurverschijnselen optreden. Als een niet-ontleedbare stof verbrandt, ontstaat het oxide van het element van die stof. Bij de verbranding van koolwaterstoffen ontstaan de oxiden van de elementen waterstof en koolstof. Als er voldoende zuurstof aanwezig is, is er sprake van een volledige verbranding (ontstaan koolstofdioxide en waterdamp). Als er te weinig zuurstof aanwezig is, vindt er een onvolledige verbranding plaats (ontstaan koolstofmonooxide, koolstof, waterdamp).

Een explosie is een hele snelle verbrandingsreactie. Bij een goede verhouding tussen de OEG en de BEG ontstaat een explosie. Een joodoplossing is een reagens voor zwaveldioxide.

 

5.4 Biobrandstoffen

Resten uit planten en dieren noem je fossiele brandstoffen. Bij deze verbranding ontstaan koolstofdioxide en water. Koolstofdioxide is vroeger door de planten uit de lucht gehaald om te groeien. Dit noem je de trage koolstofkringloop. Bij de verbranding ontstaan ook zwaveldioxide. Als zwaveldioxide met water en zuurstof reageert, ontstaat zwavelzuur, waardoor zure regen ontstaat. Je kan ook biobrandstoffen gebruiken, want deze raken nooit op. Van de glucose en zetmeel uit de planten kan bioalcohol worden gemaakt. Als je dit mengt met benzine krijg je uit plantaardige olie biodiesel. Biobrandstoffen noemen we CO2-neutraal, omdat bij de verbranding weer koolstofdioxide en water vrijkomt. Dit noemen we de snelle koolstofkringloop. Er is te weinig plek op aarde om genoeg planten voor biomassa te kunnen verbouwen. De broeikasgassen zijn CO2, H2O en CH4. De verbranding van koolstof houdende brandstoffen zorgt ervoor dat de hoeveelheid CO2 toeneemt en dus de temperatuur stijgt. Je kan het versterkende broeikaseffect op 2 manieren remmen:

1. Gebruik van brandstof waar het koolstofelement niet aanwezig is

Waterstoftechnologie moet nog sterk verbeterd worden

1. Gebruik van elektriciteit

Veel ruimte, veel energie, verschuif je probleem

 

5.5 Waterstof

Waarom wordt waterstof niet op grote schaal gebruikt?:

1. Het is erg explosief en brandbaar
2. Het komt niet op aarde voor als een gas, dus moet je het eerst produceren en hier komt weer CO2 bij vrij
3. Nieuw infrastructuur moet er komen, omdat er overal getankt moet kunnen worden

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.1 Hoe maak je iets schoon?

Stoffen die goed met water oplossen of goed met water mengen, zijn hydrofiel. Stoffen die niet met water mengen, zijn hydrofoob. Een emulsie is troebel en kun je niet doorheen kijken. Een emulgator is een stof ie met een hydrofiele en hydrofobe stof mengt. Zeepmoleculen zijn grote moleculen die voornamelijk uit koolstof- en waterstofatomen bestaan. Eén uiteinde van het molecuul is breder dan de rest. Met een kop-staartmodel kan je dit goed verklaren. Sinds 2009 wordt het gevaar van het afwasmiddel op de verpakking in GHS-symbolenweergeven. Dit is wereldwijd overal hetzelfde. In de H-zinnen staan wat voor een gevaar je loopt als je met de stof werkt. In de P-zinnen staat hoe je veilig met de stof kunt werken.