samenvatting H2 Brandstoffen
Scheikunde samenvatting H2 Brandstoffen
1e generatie biobrandstoffen: eetbare planten.
2e generatie biobrandstoffen: niet-eetbare planten.
3e generatie biobrandstoffen: algen.
Biobrandstoffen: brandstof gemaakt van biomassa en niet van aardolie.
1. Verbranding
Chemische energie: energie die vrijkomt bij een chemische reactie.
Exotherme reactie: reactie waarbij chemische energie wordt omgezet in een andere vorm van energie. Het levert energie.
Fotosynthese(in bladgroenkorrels): planten zetten stralingsenergie van de zon om in chemische energie door koolstofdioxide + water te verbinden tot glucose.
Fotosynthese(endotherm): 6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2
Endotherme reactie: heeft energie nodig, de chemische energie neemt dan toe.
Koolwaterstoffen: verbindingen die uit koolstof en waterstof bestaan en eventueel zuurstof.
Met voldoende zuurstof worden ze volledig verbrand:
2 C2 H6 + 7 O 2 4 CO2 + 6 H2O
Bij onvoldoende zuurstof: onvolledige verbranding.
Verbrandingswarmte: de hoeveelheid energie die vrijkomt per mol verbrande stof.
Overgangstoestand: overgang tussen de stof voor en na de verbranding.
Activeringsenergie: hoeveelheid energie die toegevoegd moet worden voor de verbrandingsreactie begint.
Ontbrandingstemperatuur: temperatuur waarbij de verbranding spontaan begint.
De dynamo in een energiecentrale zet bewegingsenergie om in elektrische energie.
2. Naamgeving koolwaterstoffen
Alkanen: onvertakte koolwaterstoffen met enkelvoudige bindingen. Cn H 2n + 2
Op volgorde: methaan, ethaan, propaan, butaan, pentaan, hexaan, heptaan, octaan, nonaan, decaan.
Alkylgroepen: zijgroepen van de alkanen.
Alkenen: koolwaterstoffen met een onverzadigde dubbele binding. Cn H2n
Alkynen: koolwaterstoffen met een onverzadigde driedubbele binding. Cn H 2n – 2
Cycloalkanen: een alkaan in een ring. Cn H 2n
Aromaten: verbindingen die een benzeengroep bevatten.
Fenylgroep: een benzeenring als zijketen.
3. Karakteristieke groepen
De belangrijkste groep (het hoogst in de tabel), geeft het achtervoegsel.
Stappenplan naamgeving:
-
Bepaal de karakteristieke groepen.
-
Bepaal de langste keten indien mogelijk met karakteristieke groep.
-
Bepaal de zijgroepen.
-
Nummer de C-atomen zo dat:
-
De belangrijkste groep het laagste nummer heeft.
-
De dubbele of drieubbele binding het laagste nummer heeft.
-
Het kleinst mogelijk getal gemaakt wordt van de groepen.
5. Zet de voorvoegsels op alfabetische volgorde.
6. Zet tussen twee cijfers een komma en tussen een cijfer en letter een streepje.
LET OP:
-
Een zuurgroep waarvan het C-atoom zich niet in de hoofdketen bevindt, krijgt het achtervoegsel carbonzuur: benzeencarbonzuur.
-
De plaatsaanduiding mag je alleen weglaten wanneer er maar één structuurformule mogelijk is: tetrafluoretheen.
BELANGRIJKE REACTIES §4 t/m 7
Thermolyse: ontleding door warmte: endotherm (bv. vorming steenkool)
Reforming: ontleding om H2 te krijgen. Endotherm. CH4 + H2O CO + 3 H2 (synthesegas!) Vergisten: exotherm. C6H12O6 2 C2 H5 OH + 2 CO2
Kolenvergassing: endotherm, H2 productie uit steenkool
Elektrolyse: endotherm, uit water: H2 productie Enige H2 productie die CO2 neutraal zou kunnen.
Krakenthermisch, endotherm
katalytisch, endotherm
4. Fossiele brandstoffen
Steenkool: ontstaat wanneer dikke lagen plantaardig materiaal uit moerasgebieden door waterspiegelstijging bedekt raken met lagen klei en zand.
Thermolyse: chemische reactie waarbij een stof door verhitting ontleedt.
Veen (nat)/ Turf (droog): eerste stadium dat bruikbaar is als brandstof.
Bruinkool: ontstaat wanneer turf lager is blootgesteld aan de hoge druk en temperaturen.
Aardolie: product van thermolyse van organische resten onder hoge druk en temperaturen.
Olieraffinaderijen: fabriek waar ruwe olie wordt opgewerkt tot hoogwaardiger producten.
Aardgas: bijproduct van de vorming van steenkool of aardolie. Gebruikt als grondstof voor synthesegas.
Reforming: aardgas bij hoge temperaturen met waterdamp laten reageren CO en H2
5. Milieueffecten
Smog: mist die wordt veroorzaakt door rook uit fabrieken.
Fijnstof: vorm van luchtvervuiling.
Zure regen: ontstaat door zwaveldioxide en stikstofdioxide die met water reageren.
Koolstofkringloop: natuurlijke kringloop van koolstofverbindingen tussen land en atmosfeer.
Planten nemen evenveel CO2 op als er door rotting en verbranding weer vrijkomt.
Broeikaseffect: ontstaat door aanwezigheid van broeikasgassen in de atmosfeer. Ze zorgen ervoor dat de temperatuur hoger ligt dan van de zon en de interne aardwarmte.
CO2-neutrale brandstoffen: brandstoffen die niet bijdragen aan een klimaatverandering.
Duurzame energiebron: een onuitputtelijke energiebron, zoals de zon.
6. Duurzame brandstoffen
Biodiesel: duurzame energiebron, gemaakt uit plantaardige olie of dierlijk vet.
Biogas: een mengsel van methaan en koolstofdioxide.
Vergisten: Koolhydraten worden door microorganismen (gist) omgezet in andere stoffen bv. alcohol, ethanol, methaan of melkzuur.
Energiedrager: stof die gebruikt kan worden om warmte te produceren.
Kolenvergassing: steenkool wordt onder hoge druk en temperatuur blootgesteld aan waterdamp en afgepaste hoeveelheid zuurstof.
Elektrolyse: ontleding van een chemische verbinding door middel van elektrische stroom.
7. Petrochemische industrie
Fracties: de ruwe aardolie wordt gescheiden in een aantal verschillende bestanddelen met oplopend molecuulgewicht.
Residu: rest van bepaalde stof, die achterblijft.
Schotels: opvangschotels die gecondenseerde koolwaterstoffen opvangen en afvoeren uit die kolom.
Kooltraject: traject die de fracties af kunnen leggen in de destillatieketel.
Kraken: lange ketens worden in één of meer stukken gebroken: endotherm proces.
Thermisch kraken: aardoliefractie wordt zonder zuurstof tot hoge temperatuur verhit.
Katalytisch kraken: hiermee kan uit ruwe olie 2x zoveel benzine gehaald worden als d.m.v. thermisch kraken.
8. Explosiviteit
Explosie: Hele snelle reactie die een schokgolf teweegbrengt.
Molair volume: het volume dat één mol van elk willekeurig gas onder bepaalde omstandigheden inneemt. Onder standaardomstandigheden (273K) is molair volume 22,4 dm³
V = Vm · n V is het volume in L
Vm is het molaire volume in L/mol
n is het aantal mol
Vm = 22,4 dm³/mol ( T= 273 K)
Vm = 24,5 dm³/mol ( T= 298 K)