Hoofdstuk 7 t/m 9

Hoofdstuk 7 van alchemie tot chemie

Paragraaf 1 alchemie: Grieken en Middeleeuwen
Griekse wetenschap
De filosofen in het oude Griekenland zochten één grondbeginsel, het oerbeginsel van alles. Dit deden ze in water, het oneindige, het oervuur en de lucht. Deze vier dingen werden later door Empedocles tot elementen gevormd. De vier elementen water, lucht, vuur en aarde werden onderscheiden door het nat-droog en koud-warm. Dit was de kwalitatieven natuuropvatting. De kwantitatieve opvatting kwam van Democritus. Democritus had het over atomen als bouwstenen van de wereld.
Elementen
Aristoteles omschreef elementen als datgene waarin andere stoffen kunnen worden opgesplitst, maar die zelf niet verder zijn te splitsen. Aristoteles zag elementen als dragers van de fundamentele eigenschappen koud, warm, vochtig en droog.
Alchemie
Oppervlakkig was dit een willekeurige opeenvolging van verwarming en afkoeling van ingewikkelde mengsels. Het doel van iedere alchemist was transmutatie. In West-Europa wat dit vooral de omzetting van lood en zink in goud, de steen der wijzen. Dit was het materiaal dat zieken weer gezond kan maken en oudere weer jeugdig. De intrede van de alchemie in het westen is te danken aan alchemist; Aboe-Bakr al-Razi, een arts uit Bagdad.
Destileren
Rond het jaar 1000 werd alcohol voor het eerst als levenswater beschreven, het middel om onsterfelijkheid te bereiken. Destilleren was een van de vele technieken die al in de geschriften van Al-Ra zi voorkwamen. Dankzij destillatie heeft de productie van medicijnen zich ontwikkeld. Een heel andere tak waar destilleren belangrijk is, is de aardolie-industrie.

Paragraaf 2: Chemie in de loop van de tijd
Iatrochemie
Alchemisten hielden zich ook bezig met het maken van elixers, sterk geconcentreerde oplossingen waaraan bovennatuurlijke krachten weren toegeschreven. Daaruit is de iatrochemie ontstaan, ofwel de medische chemie. De grondlegger hiervan was Paracelsus. Zijn filosofie ging tegen de gangbare geneeskunde in, waarin de viersappentheorie zich bevond; evenwicht tussen de vierlichaamsvochten bloed, slijm, gele gal en zwarte gal. Paracelsus geloofde in de behandeling van geest, lichaam en ziel tegelijk, een medicijn is daarbij slechts een hulpmiddel. Hij beschouwde het lichaam al een chemisch systeem. Een gezond lichaam had een ideale verhouding van zwavel, kwik en salmiak, de tria prima.
Paracelsus kan worden gezien als de eerste beoefenaar van de medische geneeskunst.
Renaissance
In deze tijd stond het individu centraal. Men ging opzoek of gedane uitspraken wel juist waren. Dit leverde vele nieuwe feiten op, dit leidde weer tot nieuwe ideeën. Dit leidde tot oprichting van vele wetenschappelijke verenigingen. Door uitwisselingen van ideeën zette de wetenschap een grote stap vooruit.
Boyle
Belangrijke wetenschapper die stelde dat elementen enkelvoudige stoffen zijn, die niet meer verder te ontleden zijn.
Flogistontheorie
Georg Ernst Stahl ontwikkelde, uit de ontdekking van Boyle dat er na verbranding een luchtrest achterbleef waarin verbranding niet meer kon plaatsvinden, de flogistontheorie. Stoffen bestaan voor een deel uit een lichte, onzichtbare stof. Bij verbranding ontwijkt de flogiston uit de stof.
Priestley
Filosoof,theoloog en wetenschapper die zuurstof als bestanddeel van lucht ontdekte. Hieruit concludeerde hij dat zuurstof lucht zonder flogiston was. Met de flogistontheorie waren alle chemische verschijnselen te verklaren. Het enige probleem was de verandering van massa tijdens een reactie.
Moderne chemie
De franse chemicus Antoine Laurent Lavoisier zette de laatste stap. Hij verenigde in één systeem de elementopvatting van Boyle en de nieuwe inzichten over de aard van de gassen in lucht. Zijn experimenten leidde uiteindelijk tot een nieuwe verbrndingstheorie. Lavoisier stelde vast dat de massatoename bij de verbranding precies gelijk was aan de massa-afname van de verbruikte lucht. Hij toonde aan dat zuurstof nodig was voor verbranding. Met deze verklaring werd de flogistontheorie verworpen en werd de basis voor de moderne chemie.

Paragraaf 3: chemische reacties
Chemische reacties treden overal op
Vroeger voordat de chemie zijn intrede had gedaan waren er al chemische reacties gebeurd, dit werd toen omschreven als daden van de goden, bv het maken van vuur.
Er is altijd en overal chemie. Enkele voorbeelden hiervan zijn permanenten en in de ruimte
Permanent: chemie in het haar
In haar is een eiwit aanwezig dat keratine heet dat de vorm van het haar bepaald, krullend of stijl. In het haar is ook pigment aanwezig dat de kleur bepaald.
Chemie in de ruimte
Door de chemie was het mogelijk om ruimtevluchten te maken, hiervoor had je elektriciteit, water en zuurstof nodig, anders overleeft de bemanning de ruimtereis niet.

Paragraaf 4: atoommodellen
Een atoom heeft een grootte van 10¯¹º, een mens kan voorwerpen zien tot 0,1 mm.
A-tomos
De Griekse filosoof Democritus heeft zo’n 400 jaar voor Christus als eerste gesproken over ondeelbare eenheden waaruit materie opgebouwd zou zijn, hij noemde dit a-tomos, Grieks voor ondeelbaar. Dit model is pas in de negentiende eeuw weer opgenomen.
Dalton
Gaf aan de atoomtheorie van Democritus een wetenschappelijke inhoud. Dalton gebruikte HO voor benaming van water. Waterstof was H, en O was zuurstof
Mendelejev en het Periodiek Systeem der Elementen
Bedacht een systeem om de elementen logisch in te delen. Was gebaseerd op overeenkomende chemische eigenschappen van de elementen. Ook Lothar Meyer bedacht dit Periodiek systeem, dit deden ze onafhankelijk van elkaar.
Het moderne periodiek systeem
Het periodiek systeem van Mendelejev had nog geen theoretische onderbouwing. Dit kwam pas in 1913 toen de Engelsman Mosely de elementen naar kernlading rangschikte.
Introductie van het elektron in atoommodel
De atoomtheorie kreeg een uitbreiding na de ontdekking van Engelse wetenschapper Thomson. Uit zijn onderzoek kwam naar voren dat elektronen deel uitmaken van een atoom.
Rutherford komt met nieuw atoommodel
De Brit Ernest Rutherford leidde uit experimenten een atoommodel af waarbij het atoom als een vrijwel leeg iets beschouwd wordt. Dit model was opgebouwd uit een kern met protonen en elektronen die zich in het atoom om de kern heen bewegen.
Niels Bohr vult atoommodel aan
Beschreef hoe de elektronen zich rond de kern bewegen. Elk elektronheeft een hoeveelheid energie. Dit nieuwe atoommodel was van grote betekenis voor de ontwikkeling van de theoretische chemie in de eerste helft van de twintigste eeuw.
Neutronen
De Engelsman James Chadwick bewees de aanwezigheid van andere deeltjes dan protonen in een atoomkern. Dit had Rutherford al vermoed in 1920. Chadwick bewees het na jarenlang onderzoek. Neutronen zijn neutrale deeltjes in de atoomkern.
Nieuwe ontwikkelingen
De experimenten en atoommodellen hebben uiteindelijk geleid tot een heel nieuw model, het kwantummechanica. Dit dankzij Schrödinger en Heisenberg. Nog altijd gaat de ontwikkeling van het atoommodel verder. Er worden steeds nieuwe deeltjes ontdekt, we kennen nu ook quarks en gluonen. Het atoommodel is dus nog steeds in ontwikkeling.

Hoofdstuk 8: procestechnologie

Paragraaf 1: metalen
Na de steentijd – bronstijd – ijzertijd en stoomtijdperk leven we nu in de Olietijd. In deze tijden heeft de mens gebruik gemaakt van meterialen, materialen zijn altijd in ontwikkeling. Al komt een beter en goedkoper product op de markt vervalt het ander en gaan we over in een nieuw tijdperk.
Van steen tot metaal
In de steentijd had men alleen nog maar stenen, hiervan werden wapens gemaakt om dieren te doden. De grote stap voorwaarts is de ontdekking van metalen geweest. Het was wellicht toeval dat het ontdekt werd, koper wordt namelijk gewonnen uit malachiet. Het kopererts word hiermee gemengd en met houtskool verhit. Zo ontstaat koper
Koper en brons
Koper is een zacht metaal en dus niet geschikt voor werktuigen. De mens zocht naar een manier om het harder te maken. Zo werd brons ontdekt, een legering van koper en tin. Dit is een hard metaal dat werd toegepast in werktuigen en wapens.
IJzer en staal
Het volgende metaal dat belangrijk werd (en bleef) was ijzer. De ijzertijd begon enkele eeuwen voor onze jaartelling. IJzer word bereid uit ijzererts, dit werd door behulp van steenkool omgezet in gietijzer. De stap van gietijzer naar staal was een kwestie van tijd. IJzer maken uit gietijzer werd het eerst door de chinezen gedaan.
Goud
Edelmetaal dat kostbaar en mooi is. Oorspronkelijk werd goud gewonnen door uitwassen met water in een pan of zeefbak. Tegenwoordig wordt het fijngemaakte erts met water tot slib gemaakt. Dit voert men over koperen platen die op hun oppervlak een koper-kwiklegering bevatten. Het kwik houdt het goud in de vorm van goudamalgaam. Het goudamalgaan word door middel van destillatie ontdaan van het kwik. Nu bestaat dit uit 90% goud, via een paar andere ingewikkelde stappen word het zuiver goud.
Aluminium
Een van de meest voorkomende metaal in de aardkorst, het is zeer onedel waardoor het goed reageert met andere stoffen, je zult het dan ook nooit als een zuiver metaal in de natuur vinden. Aluminium word nu goedkoop bereid door het elektrolyseproces. Gesmolten aluminiumoxide word geëlektrolyseerd en dan is het aluminium. Aluminium kost nu ongeveer 1 euro per kg, dit was vroeger 360 euro per kg. Aluminium is licht en sterk. Aluminium wordt veel toegepast, in vliegtuigen, zuiver aluminium wordt gebruikt voor hoogspanningsleidingen.

Paragraaf 2: Indigo en kleurstoffen
Indigo
Indigo is een blauwe kleurstof, deze kleurstof wordt gebruikt voor het verven van wol, linnen en katoen. Idndigo komt uit India. Indigo werd het belangrijkste handelsproduct van India totdat er een invoeringsverbod kwam in West-Europa. Door de vraag naar betere kleurstoffen veranderde de situatie voor India drastisch.
Synthetische kleurstoffen
Het was een toevallige ontdekking die de ontwikkeling van kleurstoffen in een stroomversnelling bracht. De Brit William Perkin was bezig met een geneesmiddel tegen malaria, hierbij gebruikte hij kinine. Er ontstond geen geneesmiddel maar een kleurstof, deze werd later mauveïne genoemd. Bij verder onderzoek bleek de stof naftaleen een grondstof voor het maken van indigo en mauveïne te zijn. Toen in 1896 BASF synthetische indigo op de markt bracht, dit was goedkoper dan de natuurlijke indigo, was het snel gedaan met de indigoproductie in India.
Maatschappelijke ontwikkeling
De geschiedenis van indigo laat de maatschappelijke kracht van het westen zien en de maatschappelijke zwakte van het oosten. Aan de ene kant een sterk ontwikkelende chemische industrie en aan de andere kant een massale achteruitgang.
Ontwikkeling van kleurstoffen
In de negentiende eeuw kwamen er steeds meer synthetisch bereide kleurstoffen op de markt. Deze kleurstoffen waren vaak beter dan hun natuurlijke voorgangers. Ook werd alizarine, een rode kleurstof gewonnen. De basis van deze stof lag bij de ijzer- en staalindustrie. Dit betekende een enorme boost voor die branche.
Chemische industrie
In Engeland startte de ontwikkeling van synthetische kleurstoffen. Al snel nam Duitsland de leidende positie over. De Duitse bedrijven groeiden tot gigantische reuzen. Ze hielden zich echter niet alleen met kleurstoffen bezig, ze ontwikkelde ook de medici sterk. De WO-I was een inhaalslag voor de Engelsen. Duitsland wou niet meer aan andere landen kleurstoffen leveren. Hierdoor kwam in Engeland de vernieuwde chemische industrie om gang, ICI en Unilever zijn de twee belangrijkste bedrijven die daaruit voort zijn gekomen. Tegenwoordig is de productie van kleurstoffen en verven ongeveer 14% (beide 7%) van de gehele chemische industrie. Farmachemie (medische chemie) staat ruim bovenaan.

Paragraaf 3: Biotechnologie
Klassieke biotechnologie
Biotechnologie is een methode van productie van stoffen met behulp van enzymen en organismen. Dit word op allerlei terreinen toegepast. Twee ontwikkelingen hebben de biotechnologie sterk gestimuleerd. De ontwikkeling van de microscoop, dit maakte het mogelijk om micro-organismen te ontdekken. De ontwikkelingen in de industrie heeft het mogelijk gemaakt dat ook biotechnologische processen op grote schaal konden worden toegepast. Lang dacht men dat er alleen nog kleine veranderingen in dit proces zou komen. Maar door de wetenschap nam de automatisering toe, terwijl er aan de biologische kant veranderingen plaatsvonden op het gebied van genetische eigenschappen, de genetische modificatie. Deze ontwikkelingen luidden het tijdperk in van de moderne biotechnologie.
Moderne biotechnologie.
Het gaat hierin nog steeds om het maken van bepaalde stoffen door middel van micro-organismen en enzymen. Voorbeelden van moderne biotechnologie zijn recombinant-DNA en celfusietechnologie.
Van grondstof tot product
Fermentatie houdt in dat micro-organismen gebruikt worden om stoffen anaëroob (zonder zuurstof) om te zetten in andere stoffen. Fermentatie kent meestal twee fasen. In de eerste fase treedt vermenigvuldiging van de micro-organismen op. In de tweede fase vinden op grote schaal de specifieke omzettingen plaats, hierbij ontstaat dus het product. De ontwikkeling van een nieuw proces begint in het lab met proeven. Daar speelt groeisnelheid geen rol, hierna volgt de schaalvergroting waarbij dit wel van belang is.
Geneesmiddelen en biotechnologie
Op het DNA ligt informatie vast voor het maken van stoffen. Het is wetenschappers gelukt om de plek op het DNA te vinden waar de informatie voor het maken van een bepaalde stof. Dit gen word dan geïsoleerd en in het DNA van een bacterie gebracht. De bacterie produceert dan die stof en kan zo een zieke weer gezond maken. Dit is moderne biotechnologie. Zo kan men ook klonen. Het klonen van dieren is sinds 1999 verboden.

Genetische erosie
Door genetische aanpassingen kunnen gewassen zich ongevoelig maken voor allerlei ziekten. Je zou dus één of meer hoofdproducerende rassen kunnen kweken, waardoor andere rassen verdrongen worden. Hierdoor neemt de verscheidenheid in erfelijk materiaal sterk af. Men spreekt van genetische erosie. Het maakt het gewas wel kwetsbaar, als er nog maar een gewas is van het product en dat is niet bestemd tegen een nieuw virus is het gedaan met de oogst voor altijd.
Ethische aspecten
De wetenschap is heel ver, ze kunnen steeds meer. Maar is dit wel ethisch. Waar ligt de grens. Een groot deel van de medicijnen op de markt wordt geproduceerd door genetisch gemodificeerde micro-organismen. Het is belangrijk dat er nagedacht word over de toepassing van genetisch gemodificeerde processen en producten. Het moet de aandacht krijgen die het verdient. Niet meer en ook niet minder.

Paragraaf 4: brandstofcellen
Brandstofcellen zijn een soort batterijen. Er zijn twee belangrijke verschillen. Een brandstofcel kan geen energie opslaan en een brandstofcel werk op een brandbare stof.
Geschiedenis
Over het algemeen wordt William Grove als uitvinder van de brandstofcel beschouwd. Sinds de eerste publicatie over brandstofcellen in 1839 ontstonden er twee lijnen in het brandstofcelonderzoek. In de ene lijn werd geprobeerd om de brandstofcel, werkend op waterstof en zuurstof, steeds beter te maken. De andere lijn richtte zich op het direct laten oxideren van steenkool in een brandstofcel met toevoeging van lucht. De eerste lijn werd na de WO-II doorgezet en de andere lijn bleef steken in haar ontwikkeling.
Ruimtevaart
Hier werden de eerste brandstofcellen toegepast. De ontwikkeling van de ruimteschepen werden door Pratt & Whitney voor hun rekening genomen. Alle Apollo´s hadden brandstofcellen aan boord. Deze zorgde voor de stroomvoorziening. Als brandstof wordt waterstof gebruikt dat met een klein beetje zuurstof reageert, dit zorgt voor een rendement van 70% op de Apollo-vluchten.

Toepassingen
De toepassingen kunnen worden verdeeld in stationaire en mobiele toepassingen. Stationaire toepassingen liggen in de productie van elektriciteit en warmte. Mobiele toepassingen zijn dingen als de proefmodellen van brandstofcellen in auto’s.
Toekomst
Brandstofcellen worden al lang als een veelbelovende technologie gezien. Er is vooruitgang geboekt op het gebied van levensduur, prestaties en kosten van de brandstofcellen. Het lijkt dus een kwestie van tijd totdat de brandstofcellen op meer terreinen worden ingevoerd dan alleen in de ruimtevaart.
NECAR
Een auto met brandstofcellen, deze auto heeft een vlotte acceleratie en een topsnelheid van 145 km/h, daar zorgt de 70 kW voor. Met een volle tank kan men tot 45 kilometer afleggen.
IJsland
Shell ziet waterstof als de brandstof voor de toekomst. De olie is nu ongeveer op zijn hoogtepunt en de omschakeling is beginnen. IJsland is al een stap voor, in 2001 liep een proefproject met 3 stadsbussen, hierbij ondervond men een positief resultaat en heeft men alle stadsbussen nu aan op waterstof. In IJsland is het verkrijgen van waterstof goedkoop, met snel stromende rivieren word makkelijk elektriciteit opgewekt wat vervolgens dient als elektrolyse van het water. Shell springt hierop in omdat de voorraad aardolie daalt. Zo stelt Shell haar toekomst veilig. Een investering in de toekomst.

Hoofdstuk 9: materialen in ontwikkeling

Paragraaf 1: aardolie
Brandstoffen
Warmte is een van de levensbehoefte van de mens, door voedsel krijg je het warm(verbranding van het voedsel), de zon maakt je warm. Zo blijft je lichaam op temperatuur. Maar soms zijn deze twee factoren niet genoeg. Er zijn dan andere energiebronnen nodig, dit zijn brandstoffen. Het zijn namelijk vrijwel allemaal stoffen die pas bij verbranding hun opgeslagen energie vrijgeven. Daarbij wordt chemische energie omgezet in warmte en beweging. Fracties ontstaan bij destillatie van aardolie, enkele fracties kunnen gebruikt worden als brandstof, zoals benzine.
Hoe was het vroeger?
De Sumeriërs kenden vroeger al olie en gas, dit omdat het op sommige plaatsen spontaan naar boven kwam. In het jaar 615 werden in Japan al aardolie- en aardgasputten gebruikt, het diende als brandstof voor het verdampen van pekel. In Europa werd in de middeleeuwen aardolie als smeermiddel en als geneesmiddel gebruikt. In 1859 vond in Titusville, Amerika de eerste boring plaats. Dit was de aanleiding tot een immense industrie.
Aardolie
De olieput in Titusville leverde 3000 liter olie per dag. Van aardolie maakte men toen vooral lampolie. In 2001 werd ruim elf miljard liter aardolie per dag gewonnen. Aardolie krijgt eerst te maken met gefractioneerde destillatie, daarna word de ruwe olie gescheiden in een aantal fracties verdeeld. Vervolgens ondergaat het een vacuümdestillatie waarna het wordt gekraakt. Destillatieprocessen zijn scheidingsprocessen, kraakprocessen zijn chemische processen.
Energievoorziening
In 1890 energiebehoefte gedekt door brandhout en steenkool, aardolie droeg slechts 2% bij. In 1940 was aardolie veruit de belangrijkste energiebron. In de jaren ’70 was een oliecrisis. Dit gaf als gevolg dat men op zoek is gegaan naar alternatieve energiebronnen, duurzame energie. Energievoorziening is een van de belangrijkste onderdelen van de wereldeconomie. Aardolie levert 40-50% van het energieverbruik. Bij alternatieve energiebronnen moet je denken aan biobrandstoffen, zonne- en windenergie.
Toekomst
Duurzame energie word in Nederland nog niet echt toegepast, dit komt mede door de grote hoeveelheid aardolie dat Nederland bezit. Toch zullen duurzame energiebronnen steeds meer terrein gaan winnen. Duurzaam betekent hernieuwbaar, aardolie is dit niet(fossiel) duurzaam wil niet zeggen dat er geen afval is, biobrandstoffen zullen ook voor milieuvervuiling zorgen.

Paragraaf 2: kleding en kunststoffen
Kleding
Kleding is gemaakt van vezels, vezels kunnen sterkt van structuur verschillen. Er zijn natuurvezels als wol, katoen en zijde. Maar er zijn tegenwoordig ook kunstvezels, de nieuwe vezel heet Tencel. Hilaire de Chardonnet, een Franse graaf was de oprichter van de eerste kunstvezelfabriek. Hier werd kunstvezel uit cellulose gesponnen. Hij wordt dus ook als grondlegger van de kunstmatige textielvezel gezien. In het proces zijn steeds verbeteringen opgetreden en dat heeft geleid tot de Tencel.
Plastic kleren
Rond 1939 word synthetisch gemaakte vezels ontdekt, polyamide (nylon). Nylon kan gesmolten worden waarna het heel makkelijk versponnen kan worden tot vezels. Het kan worden uitgetrokken tot de oorspronkelijke vezellengte en zal dan in sterkte toenemen. Het eerste nylonbedrijf was Du Pont, een Amerikaans bedrijf dat in het eerste jaar (1940) al 64 miljoen paar nylons verkocht. De Totale wereldproductie van synthetische vezels is nu ongeveer 60 miljoen per jaar.
Speciale kunststofvezels
Worden in kleine hoeveelheden geproduceerd, zijn duur en hebben uitstekende eigenschappen. De speciale kunststofvezels worden gebruikt in brandwerende pakken van formule 1-coureurs, dit zijn Nomexvezels.

Kunststoffen
Behoren tot de polymere materialen, moleculen bestaan uit lange ketens. In 1886 werd dor gebroeders Hyatt, Amerikaans, het polymere materiaal celluloid geïntroduceerd. Celluloid is gemaakt van cellulose. hieruit is de filmindustrie ontstaan. In de jaren na 1930 kwam de ontwikkeling van synthetische materialen in een stroomversnelling. De WO-II heeft de ontwikkelingen van deze industrie een extra impuls gegeven. Na 1945 bereidde de petrochemische(-vezel en kunststof) industrie zich snel uit. De plasticproducten waren nog niet van een grote kwaliteit, maar door de wetenschap kwam hier verandering in. Goedkope vervangers zijn uitgegroeid tot superieure materialen met unieke eigenschappen.
Kunststofafval
Ver van het kunststofafval wordt gestort of verbrand, dit wordt steeds duurder. Hergebruiken heeft alleen zin als het publiek bereid is het afval te scheiden, dit gebeurt tegenwoordig
Afbreekbaar kunststof
Kan worden onderverdeel in twee groepen, biopolymeren en synthetische polymeren. Een biopolymeer is een polyester die door bacteriën gemaakt word, ze kunne door micro-organismen weer worden afgebroken. Het is verhoudingsgewijs niet duur, in de toekomst zal de prijs dus waarschijnlijk dalen. Synthetisch afbreekbare kunststoffen zijn alleen afbreekbaar door zonlicht. Echter zijn afbreekbare kunststoffen nauwelijks meer in de omloop.

Paragraaf 3: bemesting en bestrijding
Voedstel
Hoort bij landbouw, de invloed hiervan op het leven is erg groot. Het proces van de landbouw is onveranderd gebleven. Voedingsstoffen die een plant nodig hebben zitten in de grond, een probleem is als de grond uitgeput is. Er moet dan worden bemest, de voedingsstoffen in de bodem worden weer aangevuld. Giermest is prima om de stikstof-, kalium-, en fosforvoorraad aan te vullen.
Mest en bemesting
Toen men op landbouw overging werd bemesting belangrijk. Door bijmesten met natuurlijke mest werd de grond vruchtbaarder. In de 19e eeuw eiste bevolkingsgroei een betere productie van de landbouw. De productie van voedsel moest sterk toenemen om aan de vraag te voldoen. De huidige veestapel van Nederland produceert zoveel mest dat het een probleem is geworden. Overbemesting is hiervan het gevolg, dit gebeurt al gedurende tientallen jaren.
Kunstmest
De plant heeft voornamelijk de stoffen stikstof, fosfor, kalium en zwavel nodig, in een samenspel van grondverbetering, plantenveredeling, juiste bemesting en gewasbescherming is de productie van de landbouw flink toegenomen.
Salpeter
Chilisalpeter is een natuurlijke stikstof, in de oorlog werd de export naar Duitsland stopgezet omdat het ook als explosief kan dienen. Dit dwong Duitsland zelf salpeter te maken. In Duitsland ontwikkelden Frits Haber en Karl Bosch een proces om ammoniak uit waterstof en stikstof te maken, dit kan dan eenvoudig worden omgezet in salpeter. De vraag naar salpeter was zo hoog dat er geen stikstof meer overbleef voor bemesting zodat de oogst in 1917 en 1918 mislukten. Uit ammoniak en salpeterzuur kunnen kunstmeststoffen gemaakt worden
Ziekten en plagen in de landbouw
Een gevaar voor de voedselvoorziening is de aantasting van planten door ziekten en plagen, zo ook 150 jaar geleden in Ierland waar de hele aardappeloogst werd vernietigd door de aardappelziekte. Ziektes en plagen komen nog steeds voor. Oogsten zijn tegenwoordig drie keer zo hoog als aan het eind van de vorige eeuw.
Gewasbeschermingsmiddelen
Wordt toegepast bij de bestrijding van onkruid, insecten en schimmels. In Nederland wordt per jaar 12 miljoen kg gewasbeschermingsmiddel toegepast. Dat is 1% van het wereldverbruik. Ze blijken in meer of mindere mate gevaar op te leveren voor de volksgezondheid. Ook kan er resistentie optreden, dat wil zeggen dat onkruid of insecten zo aangepast zijn dat het middel niet meer werkzaam is.

Paragraaf 4: duurzame ontwikkeling
Afval in steeds grotere hoeveelheden.
in de loop van de 20e eeuw komt de westerse samenleving in een stroomversnelling. De chemische industrie leverde kunststoffen, wasmiddelen en gewasbeschermingsmiddelen. De behoefte bleef groeien, dus ook het gebruik van de grondstoffen. Daarnaast groeide ook de hoeveelheid afval. Dit werd in het milieu gedumpt, ook de giftige afvalstoffen. De gevolgen hiervan waren; vervuilde rivieren, smog, uitsterven van vogels…. In de 2de helft van de 20e eeuw werd de conclusie getrokken dat de milieuvervuiling een gevaar voor de mens was. Vanuit de overheid komen er regels, fosfaatvrije wasmiddelen, loodvrije benzine, veilige toevoegingen aan levensmiddelen en ontzwaveling van brandstoffen.
Gevolgen voor het milieu
In de 17e eeuw ontstond een probleem door de ontbossing van Europa. Men beschouwde het toen niet als probleem, omdat het hout opraakte, werd gezocht naar een vervangende stof, steenkool. Dit zorgde ook voor milieuproblemen. Met de opkomst van de industrie is milieuvervuiling meegegroeid. De chemische industrie is opgebouwd uit 6 basisstoffen, hieruit worden duizenden nieuwe stoffen gemaakt, de uitstoot van afvalstoffen groeit hiermee mee. De producten kunnen op verschillende manieren in het milieu terecht komen.
- bewust, door kunstmest en gewasbeschermingsmiddelen;
- als neveneffect, zoals uitstoot van verbrandingsgassen, productie van afvalstoffen;
- als ongeluk, hetgeen wat vaak een milieuramp tot gevolg heeft, olietanker om.
Verbranden van fossiele brandstoffen veroorzaakt zure regen, smog en versterkt broeikaseffect. Maatregelen worden vaak getroffen wanneer het al te laat is. Een ander punt is het verontreinigen van oppervlaktewater en grondwater. Kunstmest en mest komen in de bodem, dan treedt verzuring van de bodem op. Dit zijn slechts enkele voorbeelden van de problemen van de groei van de chemische industrie en de landbouw. Er is voor dit probleem een nieuwe industrie, de milieutechnologische industrie. Bij elke industrie ontstaat afval.
Recycling
Grondstoffen kun je hergebruiken, zo kun je de uitputting tegengaan. Glas en blik hier goede voorbeelden van een gesloten kringloop. Bij verbranding van kunststof komt veel energie vrij, deze energie kan worden gebruikt bij het opwekken van elektriciteit. Dit is ook een vorm van hergebruik, hier wordt overigens geen kringloop gesloten.
Duurzame productie
Kun je zien als een proces dat duurzaam is of iets dat meer duurzame producten oplevert. Al treden beide aspecten op is dit het best. Door milieuwetten zijn op alle gebieden van lokaal tot wereldwijd van kracht. Daardoor zijn de chemische bedrijven meer gedwongen op duurzaam aan de slag te gaan. Kom je met je bedrijf in het nieuw wegens milieuschade richt je niet alleen schade toe aan het milieu maar ook aan het imago van je bedrijf.