Hoofdstuk 7 t/m 9

Samenvatting Algemene Natuur Wetenschappen:
Domein 3: Hoofdstuk 7, 8, 9
Scala

Hoofdstuk 7:
Paragraaf 1:
10 / 15 miljard jaar geleden - de aarde is uit een oerknal ontstaan.
Sindsdien breidt het heelal zich uit en koelt het daarbij af.
In de 7e eeuw voor Christus vond men al dat een verklaring logisch en rationeel moest zijn.

Filosofen in oude Griekenland - alles is onderworpen aan wetmatige ordeningen.
6e eeuw voor Chr. - Ionische filosofen zochten naar archè ( = het grondbeginsel dat aan alle Zijn ten grondslag lag:
- Thales - het water

- Anaximandros - het apeiron ( = een oneindig iets )
- Heraclitus - het oervuur
- Anaximenes - de lucht
dat gezien moest worden als adem en ziel
Allen zochten zij naar één grondbeginsel: het oerbeginsel van alles

Empedocles - Griekse filosoof in de 5e eeuw voor Christus - Hij liet het oerbeginsel varen en nam de elementen water, vuur, lucht en aarde aan als oerstoffen. Vuur stelt het warme-droge voor, water het koude-vochtige, lucht het warm-vochtige en aarde het koude-droge.
Elementleer ( algemeen aanvaard ):Verbranden is uiteenvallen van materie in vier elementen:
- aarde (as)
- vuur
- water
- lucht (rook)

Democritus - atomen zijn de bouwstoffen van de wereld. Atomen zijn volgens hem ondeelbare deeltjes die alle uit dezelfde stof bestaan, deze zijn altijd in beweging volgens de algemene natuurwet.
Atomen verschillen alleen in:
- grootte
- massa
- vorm
Alles wat bestond, ontstond door samenvoeging van atomen, vergaan betekend uiteenvallen van atomen.
Elementen zijn datgene waarin andere stoffen kunnen worden opgesplitst, maar die zelf niet op te splitsen zijn.
Met elementen zijn de dragers van de fundamentele eigenschappen koud, warm, vochtig en droog.

Renaissance - 16e eeuw, model van Democritus begon te wankelen.

Alchemie = een willekeurige opeenvolging van verwarming en afkoeling van ingewikkelde elementen.
Metallurgie = het maken en bewerken van metalen ( o.a. goud, zilver, lood, koper, kwik, zwavel ). Aan de metalen werden zouten toegevoegd. Het doel waar iedere alchemist naar streefde was transmutatie.
Transmutatie in West-Europa - was vooral het omzetten van lood en zink in goud
Transmutatie in filosofische denkwijze - meer de betekenis van ziek - gezond / jong - oud
Steen der wijzen van een alchemist - (klomp goud) en materiaal dat zieken weer gezond kon maken en oudere mensen weer jeugdig.

De westerse alchemie is beïnvloed door:
- Arabische
- Griekse
- Chinese zienswijzen
Harran (Syrië) - centrum van de Arabische alchemie
Aboe-Bakr al-Raz - (9e/10e eeuw) - meestinvloedrijke alchemist - arts uit Bagdad, tijdens de Moorse bezetting van Spanje kwamen zijn geschriften in Europa terecht.

10e eeuw - alcohol is levenswater (aqua vitae) omdat het onsterfelijkheid kon geven. Dit werd bereid door de destillatie van een vergiste suikeroplossing.
Uit destillatie is en immense farmaceutische industrie ontstaan. Ook voor de aardolie-industrie is destillatie belangrijk.


Paragraaf 2:
Tijdgenoot van Aristoteles - beschreef het verdwijnen van stoffen: mens kan, uitgaande van verschillende stoffen, totaal andere stoffen krijgen zonder dat de eerste stoffen een spoor achterlaten.

Elixer = sterk geconcentreerde oplossing waaraan bovennatuurlijke krachten worden toegeschreven.
Paracelsus - 15e/16e eeuw - grondlegger van de iatrochemie (medische chemie)
Zijn filosofie ging tegen de gangbare geneeskunde in.
- Volgens gewone geneeskunde: viersappentheorie
Bloed, slijm, gele gal, zwarte gal zijn de vier sappen, als hiertussen evenwicht is, is het lichaam gezond.
- Volgens Paracelsus:
Hij geloofde niet in de behandeling van symptomen, maar in de behandeling van geest, lichaam en ziel tegelijk. Het lichaam is een chemisch geheel en is gezond wanneer er evenwicht is tussen zwavel, kwik en salmiak = tria prima
Zwavel, kwik, ijzer en arsencium bevatten geneeskrachtige eigenschappen.

Renaissance - 16e eeuw - het individu staat centraal. De mens was als het ware verlost van het geestelijke denken van de Middeleeuwen: zoektocht naar de waarheid begon.
Vele nieuwe feiten dus nieuwe ideeën. Er werden veel wetensch. verenigingen opgericht.

Door uitwisselen ideeën wetenschap in korte tijd snel vooruit.

Boyle - 17e eeuw (engels) veel bezig met verbranding. Vuur is niet één van de vier basiselementen: de elementen waren onveranderlijk en fundamenteel. Elementen zijn volgens hem enkelvoudige stoffen die niet meer verder te ontleden zijn. Hij ontdekte dat na verbranding een luchtrest overbleef dat niet verder te ontleden was.
George Ernst Stahl 17e/18e eeuw - flogistontheorie = stoffen bestaan voor een groot deel uit een licht, onzichtbare stof: flogiston. Bij verbranding ontwijkt de flogiston uit de stof.
Prietsly - 18e eeuw - filosoof, theoloog, wetenschapper. Hij ontdekte in 1774 zuurstof als deel van lucht. Verbranding met alleen zuurstof ging sneller - zuurstof bevat geen flogiston en stikstof bevat het meeste flogiston.
Later ging men met weegschalen werken en kwam men erachter dat als metaal met zuurstof reageert de massa stijgt, terwijl er toch flogiston uitgaat: dat kon de flogistontheorie niet verklaren.

Antoine Laurent Lavoisier - 18e eeuw - hij verenigde in één systeem de elementopvattingen van Boyle en de inzichten van de gassen in de lucht. - nieuwe verbrandingstheorie - (de balans was belangrijk meetinstrument) de massatoename bij het verbranden van metaal is precies gelijk aan de massa afname van de lucht - ‘gas’ (zuurstof) was dus belangrijk voor verbranding. - flogistontheorie verworpen.

Paragraaf 3:
De mens maakt al heel lang ovens van klei die gevuld werden met ijzererts en houtskool, daarna kwam de plaatselijke ‘tovenaar’ die de goden opriep een soort stofje bij het mengsel gooide. Zo kreeg men van ijzererts ijzer.

Chemische reacties streden overal op: permanenten, lijmen, verbranden

Permanenten:
Keratine = eiwit in het haar, bij het groeien van het haar vormen deze verbindingen met elkaar: daarbij ontstaan krullen of steil haar.

Neil Armstrong - man die als eerste op de maan landde met de Apollo 11.

Er volgden meer ruimtevluchten:
- Apollo 12
- Apollo 13: april 1970: maanlanding in Frau Mauro gebergte. Opeens hoorde de bemaning een knal in zuurstoftank 2. De apollo 13 had 2 zuurstoftanks, 2 waterstoftanks en 3 brandstofcellen aan boord.

Paragraaf 4:
Wij kunnen voorwerpen zien met een grootte van 0.1 mm. Grootten van atomen moet je zien in _ 10
10

400 jaar voor Christus - Democritus spreekt over a-tomos (= on-deelbaar)
John Dalton - 18e/19e eeuw - gaf de atoomtheorie van Democritus wetenschappelijke inhoud - atomen verbinden zich altijd in de eenvoudigste verhouding tot moleculen, gasvormige elementen zijn opgebouwd uit éénatomige deeltjes.
Lothar Meyer & Ivanovtsj Mendelejev - 19e & 19e/20e eeuw - hebben onafhankelijk van elkaar een systeem bedacht om elementen logisch in te delen. Beide systemen waren gebaseerd op de periodieke terugkeer van dezelfde chemische eigenschappen van elementen.
Het periodiek systeem van Mendelejev was gebaseerd op experimentele gegevens.

1913 - theoretische ondersteuning van het periodieke systeem via atoommodel.
H.G.J. Mosely - 19e/20e eeuw - rangschikte in 1913 de elementen naar kernlading waardoor het periodiek systeem een theoretische onderbouwing kreeg.

1897 - J.J. Thomson (19e/20e eeuw) - ontdekking elektron - elektronen maken deel uit van een atoom.
Elektronen zijn negatief geladen, een atoom is in zijn geheel elektronisch neutraal dus er moeten ook positieve elektronen zijn. - atoommodel van Thomson: de positieve lading heeft zich als een bolvormig geheel verspreid, de negatieve elektroden zijn daarbij aanwezig als de krenten in een krentenbol.

Ernest Rutherford - 19e/20e eeuw - leidde uit experimenten een atoommodel af waarbij het atoom als een vrijwel leeg iets beschouwd wordt. De gehele positieve lading en vrijwel de gehele massa is in een zeer kleine ruimte in een atoom, de kern, samengebracht. De elektroden in de atoom bewegen zich om die kern heen.

1914 - Niels Bohr (19e/20e eeuw) vult het atoommodel van Rutherford aan: Bohr beschreef hoe de elektronen zich rondom een kern bewegen: elk elektron heeft een bepaalde hoeveelheid (kwantum aan) energie, rondom een atoomkern bevinden zich bepaalde banen die de elektronen kunnen doorlopen. (Hoe verder de baan van de kern afzit, hoe makkelijker de elektron vrij gemaakt kan worden). - belangrijk voor 1e helft 20e eeuw (theoretische chemie).

James Chadwick - 19e/20e eeuw - bewees aanwezigheid van andere delen dan protonen in een atoomkern (1920 al gezegd maar niet bewezen). - neutroden = ongeladen deeltjes ontdekt.

Kwantummechanica = theorie die het nieuwe atoommodel beschrijft.
 Erwin Schrödinger & Werner Heisenberg - 19e/20e & 19e eeuw - veel rekenwerk bij kwantummechanica verricht.

Hoofdstuk 8:
Paragraaf 1:
Verschillende tijden:
- Steentijd à er was nog maar een beperkte materiaalkeuze. Met vuurstenen bijltjes werden dierenhuiden doorgesneden. Pijlpunten van vuurstenen werden aan houten speren vastgemaakt om dieren te doden.
- Bronstijd - Zuiver koper is zacht en daardoor niet geschikt om werktuigen van te maken.

Legering = mengsel van metalen - Brons = legering koper en tin. Brons werd erg belangrijk
- IJzertijd - de techniek van de bereiding van ijzer uit ijzererts komt uit China - IJzererts + steenkool = gietijzer. Al snel werd uit gietijzer staal gemaakt, dan moest men alleen het koolstof% omlaag brengen, dat kon men doen met behulp van de Chinese blaasgalg. Pas 2000 jaar later (19e eeuw) kwam in Europa de staalproductie op gang. Na de Middeleeuwen leidde dit in West-Europa tot een grote economische vooruitgang.
- Stoomtijdperk
- Olietijd (nu)
In al die perioden hebben mensen gebruik gemaakt van materialen, materialen zijn altijd in ontwikkeling. Een grote stap voorwaarts is de ontdekking van metalen geweest.
Malchiet (kopererts) + houtskool in de oven à koper

Goud is een edelmetaal met een geweldige uitstraling dat erg kostbaar is. Vroeger werd goud door uitwassen met water in een pan of zeefbak: goud werd dan gezeefd van de altijd aanwezige lichtere mineralen. Nu doet men het op de volgende manier:

Aluminium:
- Niet zeldzaam want het is het meest voorkomende materiaal in de aardkorst.
- Zeer onedel: reageert met erg veel stoffen en is dus nooit als zuiver metaal in de natuur te vinden.
- Werd vroeger gemaakt door bauxiet met natrium te laten reageren, maar dat was erg duur, sinds in de 19e eeuw elektrolyse uitgevonden is maakt men aluminium op de volgende manier:

Paragraaf 2:
Spijkerbroeken geverfd met indigo worden bij het wassen snel vaal. Indigo = blauwe kleurstof die geschikt is voor het verven van wol, linnen en katoen. Katoen geverfd met indigo was een belangrijk handelsproduct van India.
17e en 18e eeuw - indigoproductie in India kreeg sterke concurrentie: in de 17e eeuw kwam de productie in toenmalig West-Indië op gang, in de 18e eeuw kwam er in Europa een verbod op de invoer van indigo uit India om de blauwe kleurstof op eigen markt te beschermen.

Eind 19e eeuw - indigoproductie in India op zijn hoogtepunt, maar door de uitbreidende katoenindustrie in Engeland en de stijgende vraag naar betere kleurstoffen veranderde dit drastisch.

Wiliam Perking - 1856 - was bezig kinine (geneesmiddel malaria) te maken en ontdekte - mauveïne (anilineblauw).
- De stof naftaleen die bij het destilleren van steenkoolteer vrijkwam bleek een grondstof voor het maken van indigo en mauveïne te zijn.
In laboratoria werd geprobeerd om kleurstoffen synthetisch (goedkoper) na te maken en de structuur van de kleurstof op te helderen.
1896 - BASF - goedkope kleurstof op de markt

De ontwikkelingen omtrent de kleurstof hadden positieve en negatieve effecten: in Duitsland positief en in India negatief.
1913 - 8 grote industrieën in Duitsland produceren 140.000 ton kleurstof.
- India - 1100 ton kleurstof

19e eeuw - meer synthetisch bereide kleurstoffen
Alizarine = rode kleurstof uit wortels van meekrap
1868 - Bayer - lukte het om synthetische alizarine te maken uit steenkoolteer
Steenkoolteer = nevenproduct bij productie bij de bereiding van cokes uit steenkoolteer. Steenkool werd in de mijnen gewonnen en door verhitting omgezet in cokes, daarbij wordt steenkoolteer gevormd.
Door destillatie kunnen de bestanddelen in steenkoolteer worden gescheiden, deze bestanddelen leverden weer veel nieuw onderzoek op.


De ontwikkeling van de vele machines voor de textielindustrie aan het begin van de industriële revolutie was een enorme stimulans voor de ijzer- en staalindustrie.

In Engeland startte de ontwikkeling van kleurstof, maar al snel nam Duitsland die positie over want de Engelse wetenschappers hadden geen oog voor de moderne wetenschap. Ook de farmaceutische industrie ontwikkelde zich sterk in Duitsland.
Na de Eerste wereldoorlog had Engeland wee een inhaalsprong gemaakt. ICI en Unilever zijn de belangrijkste bedrijven die daaruit voortgekomen.

Paragraaf 3:
Klassieke biotechnologie:
Biotechnologie = methode van produceren met behulp van (micro-) organismen. Er wordt gebruikt gemaakt van kennis uit de biochemie, microbiologie en proceskunde. Je komt het tegen in de genees- en voedingsmiddelenindustrie.
Biotechnologie is gestimuleerd door:
- de ontwikkeling van de microscoop, die het mogelijk maakte werkzame micro-organismen te ontdekken
- de ontwikkelingen in de industrie, de Industriële Revolutie heeft het mogelijk gemaakt dat ook biotechnologische processen op grote schaal uitgevoerd kunnen worden.
Aan de technische kant nam de automatisering en de gecontroleerde procesregeling sterk toe en aan de biologische kant ontdekte men van alles omtrent genetische modificatie = de verandering van genetische eigenschappen. - het tijdperk van de moderne technologie werd ingeluid.

Moderne biotechnologie:

Moderne biotechnologie = gericht ontwerpen van micro-organismen en het beheersen van processen spelen een grote rol (naast enzymen en micro-organismen).
Voorbeelden van moderne biotechnologie:
- recombinant-DNA-technologie (bijv. de stier Herman)
- celfusietechnologie
Nieuwe technieken worden alleen toegepast wanneer ze vollediger zijn of een beter product opleveren en goedkoper zijn. Bij geneesmiddelen is dit ook zo maar dan worden er nog andere eisen aan het product gesteld.

Bij biotechnologische processen in de consumentenindustrie gaat het vaak om procesgestuurde fermentatieprocessen, gevolgd door een opwerking tot het uiteindelijke product.
Fermentatie = micro-organismen worden gebruikt om stoffen anaëroob (zonder zuurstof) om te zetten in andere stoffen. Dit kent meestal twee fasen:
- vermenigvuldiging van micro-organismen
- op grote schaal vind specifieke omzetting plaats, waarbij het product ontstaat
De gebruikte micro-organismen zijn gisten, schimmels, of bacteriën
De bioprocestechnologie is in samenspraak met de microbioloog en de geneticus verantwoordelijk voor de keuze van procesvoering. In de klassieke biotechnologie speelt der chemicus geen rol, in de moderne biotechnologie is hij één van de belangrijkste deelnemers aan de samenspraak.
De ontwikkeling van een nieuw proces begint in het laboratorium met proeven in erlenmeyers, daarbij speelt groeimogelijkheid een belangrijke rol. De volgende stappen betreffen steeds schaalvergroting.


Cytokine = hormoon dat iemand niet meer aanmaakt met beenmergproblemen.
Dit kan men kunstmatig produceren door een gen te isoleren en in te brengen in het DNA van een bacterie.
Lactoferrine = een eiwit dat gebruikt kan worden om medicijnen tegen darminfecties te maken.
1999 het klonen van (genetisch gemodificeerde) dieren is verboden.

Vroeger kwam het vaak voor dat de oogst mislukte door een venijnige schimmelziekte, daarom is men gaan zoeken naar een oplossing voor dit probleem.
Door genetische aanpassing kan bijvoorbeeld een maïsras ongevoelig worden gemaakt voor allerlei ziekten. Je zou dus een ras genetisch aan kunnen passen waardoor andere rassen verdongen worden, hierdoor neemt de verscheidenheid aan erfelijk materiaal sterk af. Als er nog maar één superras is en er een virus komt dat alleen die ras aantast is dat het einde van bijvoorbeeld de maïsteelt, de maïsbouw is daardoor erg kwetsbaar.
Genetische erosie = de verscheidenheid in erfelijk materiaal neemt sterk af.

Ethische aspecten spelen ook een rol in de genetische modificatie.

Paragraaf 4:
Brandstofcellen = soort batterijen, ze hebben elektroden waar een spanningsverschil tussen kan bestaan. De stof elektrolyt is aanwezig waar geladen deeltjes doorheen kunnen. Twee belangrijke verschillen met batterijen:
- brandstofcellen kunnen geen energie opslaan
- brandstofcellen werken op brandstof, de toegevoegde brandstof wordt op elektrochemische wijze omgezet in elektriciteit en uitlaatgassen.
Dit proces is relatief schoon ten opzichte van verbrandingsreacties in motoren en met dit proces is in principe een hoog rendement te bereiken.


William Grove - uitvinder van de brandstofcel.
1839 - William Grove’s eerste publicatie over de brandstofcel, sindsdien ontstonden er twee lijnen in het brandstofcelonderzoek:
- Lijn 1: Er werd geprobeerd om een brandstofcel die werkte op waterstof en zuurstof beter te maken
- Lijn 2: Richtte zich op het direct laten oxideren van steenkool in een brandstofcel met toevoeging van lucht.
Lijn 1 - na WOI voortgezet door Francis Bacon
1959 - Pratt & Wihitney (ontwikkelaar van de brandstofcellen voor de Apollovluchten) kopen patenten van Francis Bacon.

Alle Apollo’s hadden brandstofcellen aan boord die voor de stroomvoorziening zorgden, zo’n brandstofcel had een rendement van 70%.

Er bestaan vele toepassingen voor de brandstofcel, deze toepassingen kunnen we verdelen in twee groepen:
- Stationaire toepassingen: mogelijke toepassingen liggen bij de productie van elektriciteit en warmte voor diverse situaties. Dus een brandstofcel op vaste plaats.
- Mobiele toepassingen: een brandstofcel die makkelijk verplaatst kan worden.
Gasbedrijven zijn met name geïnteresseerd in de ontwikkeling van brandstofcellen voor microwarmte/krachtsysteem = systemen die op zo’n kleine schaal elektriciteit en warmte opwekken, dat ze in een woonhuis geplaatst kunnen worden.
Hiermee kan een groot deel van de warmte en elektriciteit binnenshuis worden opgewekt.

1993-1998 - een groot aantal proefmodellen in bussen, bestelauto’s en personenauto’s.

Brandstofcellen worden als veelbelovende technologie gezien en er is in de laatste decennia al heel wat verbetert wat betreft:
- levensduur
- prestaties
- kosten
Toch is dat nog steeds niet voldoende geweest om te concurreren met de bestaande technieken, dat geld niet voor de brandstofcel in de ruimtevaart.

Vanaf 2004 - DaimlerChrysler heeft auto’s met brandstofcellen in de showroom staan, deze auto kan met een volle tank 450 km rijden en de topsnelheid is 145 km per uur. Het nieuwste model is de New Elektric Car 5. Deze auto is technisch levensvatbaar. Nu moet alleen de prijs nog omlaag gebracht worden zodat de klant hem ook echt kan kopen. De NECAR5 is gebaseerd op de A-klasse van Mercedes-Benz. De brandstofcel, de elektromotor en de brandstoftank passen in de dubbele bodem die de A-klasse al standaard heeft.
2004 - DaimlerChrysler begonnen met de serieproductie, samen met Ballard ( een Canadese producent van brandstofcellen ) en Ford.
2020 - het drietal verwacht dat een kwart van alle nieuwe auto’s een brandstofcel aan boord hebben.

Shell ziet waterstof als brandstof voor de toekomst. Volgens Herman Kuipers van Shell Global Solutions is de olie nu op zijn hoogtepunt.
Februari 1999 - Icelandic Hydrogen and Fuel Cell Company in Ijsland opgericht, partners zijn DaimlerChrysel, Ford en Ballard. Het doel is de waterstof-economie te veranderen.
2001 - proefproject met drie brandstofcel bussen gestart.

Er is juist voor IJsland gekozen omdat waterstof goedkoop moet kunnen worde2n gemaakt. Om waterstof heb je elektriciteit nodig en in IJsland heb je goedkope elektriciteit.

Hoofdstuk 7:
Paragraaf 1:
Een van de eerste levensbehoeften is warmte. Naast de warmte in je lichaam vrijkomt van de verbranding van voedsel is er ook nog warmte van buitenaf nodig.
Een van de belangrijkste energiebronnen is de zon, daarnaast bestaan er ook nog energiebronnen die brandstoffen worden genoemd: dat zijn bijna allemaal stoffen die pas bij verbranding hun opgeslagen energie vrijgeven. Daarbij wordt chemische energie omgezet in warmte en beweging.
Benzine = één van de fracties van aardolie (bij destillatie, een aantal van die fracties kunnen als brandstof dienen.

6000 jaar geleden woonden Summieriërs in Mesopotamië - olie en gas kwamen in de zogenaamde sijpelplaatsen spontaan naar boven.
615 na Christus - in Japan werd al aardolie- en aardgasputten in productie genomen. Het gas werd vervoerd door bamboebuizen naar zoutwinninginstallaties waar het diende als brandstof om pekel mee te verdampen.
Europa in Middeleeuwen - aardolie als smeermiddel en geneesmiddel
1959 - eerste boring op Titusville in Amerika, dat leverde 3000 l olie per dag op
Ted Drake - houten boortoren waaruit men een beitel liet vallen.
2001 - ruim 11 miljard liter aardolie per dag


Verwerking van ruwe aardolie:
- Stap 1: gefractioneerde destillatie: de olie word gescheiden in een aantal fracties
- Stap 2: vacuümdestillatie (= scheidingsproces !)
- Stap 3: kraken ( = chemisch proces !): tijdens het kraakproces wordt benzine op grote schaal bijgemaakt, grote moleculen worden dan in stukken gebroken. Hierbij ontstaan ook stoffen die als brandstof kunnen dienen voor het maken van kunststoffen.

1890 - de energiebehoefte werd vrijwel geheel gedekt door brandhout en steenkool, aardolie droeg maar 2% bij aan het geheel.
50 jaar later - aardolie is de belangrijkste energiebron
jaren 70 van de vorige eeuw - oliecrisis

VNEB & Derde Energienota - beleidsmakers beschrijven hoe duurzame energiebronnen bijdragen aan totale energiebehoefte

Energievoorziening is een van de belangrijkste onderdelen van de wereldeconomie. Energie vormt de basis van onze welvaart en steunt de technologische ontwikkeling op allerlei gebieden.
Jaarlijks totaal - 400.000 PJ energie in de hele wereld verbruikt

Duurzame energiebronnen - biobrandstoffen, zonne- en windenergie, enzovoorts.
Met duurzaam wordt hernieuwbaar bedoelt, er wordt niet bedoelt dat er geen afval ontstaat, windmolens bijvoorbeeld zorgen voor geluidsoverlast en ongezuiverde biomassa levert bij verbranding milieuvervuiling op.


Paragraaf 2:
Kleding is gemaakt van vezels, die vezels kunnen van sterkte en structuur verschillen. Wol, katoen, jute en zijde zijn natuurvezels die al heel lang gebruikt worden.
1892 - graaf Hilaire de Chardonnet richt een fabriek op waar kunstvezel uit cellulose gesponnen kan worden. - grondlegger van de kunstmatige textielvezel.
Er is veel aangepast en nu heet die vezel Tencel
1930 - kunstmatige vezels worden ontdekt - polyamide (nylon), nylon kan gemakkelijk gesmolten worden waarna er weer vezels van kunnen worden gemaakt, de vezels kunnen erg uitgerekt worden.
1938-1939 - Du Pont in Amerika maakt de eerste nylonvezels
1940 - eerste nylons voor dames op de markt
Nu zijn er nog twee andere synthetische vezels die vak in kleding worden toegepast:
- Polyestervezels: merknamen Dacron, Trevira
- Polyacrylvezels: merknamen Acrilan, Dralon
Totale productie synthetische vezels: 60 miljoen ton per jaar.

Nomex is een voorbeeld van een speciale kunststofvezel die vaak in brandwerende kleding wordt toegepast.

Kunststoffen horen tot het zogenaamde polymeren materialen = materialen waarvan de moleculen bestaan uit lange ketens, ook in de natuur komen dit soort materialen voor, bijvoorbeeld zetmeel en cellulose.

1886 - gebroeders Hyatt - polymere materiaal celluloid, gemaakt van cellulose en het is te gebruiken als filmmateriaal.

In WOI - Duitsland maakt en gebruikt zelf rubber
Na 1930 - de ontwikkelingen van synthetische materialen kwamen in een stroomversnelling, WOII heeft ook nog een extra impuls gegeven.
Na 1945 - Petrochemische industrie breidt zich snel uit.
Aanvankelijk was plastic bedoelt als een goedkope vervanger, maar nu hebben ze allerlei unieke eigenschappen.

Energieterugwinning door verbranding van afval is een alternatieve manier om afval te verwerken.

Afbreekbaar kunststof:
- Biopolymeren. Biopol is een polyester die gemaakt wordt door bacteriën op een voedingsbodem van suiker. Deze kunnen ook weer door micro-organismen worden afgebroken. Biopol is verhoudingsgewijs een dure kunststof
ICI (Engels bedrijf) heeft Biopol ontwikkeld.
- Synthetische polymeren. Deze kunststoffen zijn ook afbreekbaar. Ze zijn afbreekbaar door het zonlicht, (= fotoafbreekbaar) , bioafbreekbaar, of oplosbaar zijn in water
Helaas zijn deze stoffen nog nauwelijks op de markt te vinden.

Paragraaf 3:
Als de grond uitgeput raakt, moet er meer bemest worden. Belangrijke stoffwen voor planten in de bodem zijn stikstof, kalium en fosfor
POKON = kamerplantmest met stikstof, kalium en fosfor.


Loop van de 19e eeuw - de bevolkingsgroei eiste een hogere landbouwopbrengst.

De huidige intensieve veehouderij produceert zoveel mest dat het een probleem is geworden. De intensieve veehouderij is een van de grootste vervuilers van bodem, water en lucht. Overbemesting en verzuring zijn het gevolg.

In de 19e eeuw werden kunstmeststoffen met kalium, fosfor en stikstof aan de bodem toegevoegd voor het verhogen van de vruchtbaarheid.
Fosfor-, kalium- en stikstofverbindingen komen in grote hoeveelheden in de natuur voor. Natuurlijk voorkomende stikstof in de bodem beperkt zich tot chilisalpeter uit Chili. Voor 1900 was er ook nog salpeter uit India en guano = vogelpoep uit Peru, maar die bronnen zijn allang uitgeput of niet meer rendabel.

Chilisapeter kan ook worden gebruikt om explosieven te maken. Daarom werd de export naar Duitsland in WOI stopgezet.
Fritz Haber & Karl Bosch - ontwikkelen in Duitsland een proces om ammoniak uit waterstof en stikstof te maken, ammoniak kan vervolgens eenvoudig worden omgezet in salpeter.
NA WOI - DSM Geleen - jaarlijks 1 miljoen ton ammoniak
Uit salpeter kan weer met toevoeging van enkele stoffen, kunstmest van gemaakt worden.

Dat er in Amerika zo veel mensen wonen van Ierse afkomst, was het gevolg van de aardappelziekte: zo’n 250 jaar geleden werd een hele aardappeloogst verwoest door de aardappelziekte. De ziekte veroorzaakte één van de grootste omwentelingen in de geschiedenis.
Tegenwoordig zijn oogsten drie keer zo hoog als aan het eind van de vorige eeuw.

Gewasbescherming:

- onkruid - herbiciden
- insecten - insecticiden
- schimmels - fungiciden
- bodemaaltjes - nematiciden
- slakken - mollusciciden
- ratten en muizen - rodenticiden
Nederland - per jaar 12 miljoen kg gewassenbescherming (1% van het totaal in de wereld)
Gewassenbescherming kunnen problemen veroorzaken, bijvoorbeeld een gevaar voor de volksgezondheid of resistentie: onkruid en insecten passen zich aan en kunnen wel tegen gewassenbescherming.

Paragraaf 4:
In de loop van de 20e eeuw kwam er steeds meer vraag naar producten en dus steeds meer afval. Dat afval werd in het milieu gedumpt in de vorm van rookgassen, rioolwater of vast afval. Gevolgen waren steeds vuiler wordende rivieren, smogvorming in de grote industriegebieden en steden, het uitsterven van roofvogels ten gevolge van pesticiden in de landbouw.
In de 2e helft van de vorige eeuw werd duidelijk dat het lozen van afval ingrijpende gevolgen had en dat er iets ondernomen moest worden: o.a. minder vervuilende productieprocessen.


Milieuvervuiling is niet iets van de laatste jaren: in de 17e eeuw ontstond een groot ecologisch probleem door ontbossing in Europa. Hout was nodig voor de productie van ijzer, omdat hout opraakte zocht men naar een vervanger: steenkool.
De chemische industrie leunt erg op de grondstoffen aardolie en aardgas. Uit die grondstoffen maakte de chemische industrie in eerste instantie een zestal basisproducten. Van die zes basischemicaliën worden duizenden nieuwe producten gemaakt. Door de chemische industrie gemaakte afvalstoffen kunnen op een aantal manieren in het milieu terecht komen:
- bewust: zoals bij kunstmest en gewassenbeschermingsmiddelen
- als neveneffect: zoals de uitstoot van verbrandingsgassen, de productie van afvalstoffen en vaste afvalstoffen.
- als ongeluk, hetgeen dat vaan een ongewenste milieuramp ten gevolge heeft.

Verbranding van fossiele brandstoffen veroorzaakt vaak zure regen, smogvorming en een versterkt broeikaseffect.
Landbouwchemicaliën, kunstmest, en mest van de bio-industrie komen in de bodem terecht. Daarnaast treedt nog verzuring van de bodem op door de uitstoot van ammoniak. Door uitspoeling komen nitraten in het oppervlakte- en grondwater terecht, het zelfde water dat wij weer als drinkwater willen gebruiken.

Nu is er een milieutechnologische industrie

Door recycling kan een kringloop gesloten worden.
Voorbeelden van recycling:
- glas en blik hergebruiken
- verbranden van kunststofafval, daar komt energie bij vrij die weer gebruikt kan worden voor het opwekken van energie, hierbij wordt geen kringloop gesloten.

Duurzame productie:
- het proces zelf duurzamer laten plaatsvinden
- de producten worden duurzamer
Door milieuwetgeving worden bedrijven steeds meer gedwongen tot duurzame productie.