Vraag 4Toiletpapier wordt bio-ethanol
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- Bij deze vraag zoek je eerst het gewenste product in reactie 3 en de stoffen die je erin stopt.
- Zoek daarna de molaire massa van elke stof op in de Binas.
- Vermenigvuldig elke molaire massa met de coëfficiënt uit de reactievergelijking, want die telt mee.
- Zet het gewenste product tegenover alle beginstoffen samen en reken uit wat dat als percentage is.
Hier verliezen leerlingen punten
- Reken niet alleen met de massa van het gewenste product, want ook de beginstoffen tellen mee.
- Schrijf je tussenstappen op, want bij alleen een eindantwoord krijg je vaak geen punten.
- Let op de vorm van je uitkomst, zoals een percentage of het juiste aantal cijfers achter de komma.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Een rioolwaterzuiveringsinstallatie zuivert rioolwater voordat het in het oppervlaktewater wordt geloosd. Het rioolwater ondergaat daarbij een reinigingsstap om cellulosevezels te verwijderen die afkomstig zijn uit toiletpapier. Cellulosevezels lossen namelijk slecht op in water en zijn lastig afbreekbaar. Bovendien kunnen deze vezels nuttig worden gebruikt als grondstof voor de brandstof bio-ethanol.
De slechte oplosbaarheid van cellulosevezels in water wordt onder meer veroorzaakt doordat cellulosemoleculen onderling stevig zijn gebonden door middel van waterstofbruggen. Op de uitwerkbijlage zijn fragmenten van twee cellulosemoleculen in structuurformule weergegeven.
In deze opgave worden twee processen (A en B) vergeleken waarmee cellulose uit toiletpapier kan worden omgezet tot bio-ethanol. In proces A wordt cellulose met stoom verhit bij een temperatuur van 700 °C . Hierbij ontstaat een mengsel van gassen. Nadat verontreinigingen zijn verwijderd, blijft syngas over. Syngas is een mengsel van waterstof en koolstofmono-oxide. Dit syngas wordt vervolgens door bacteriën in een waterige omgeving via reactie 1 en reactie 2 omgezet. 6 CO + 3 H O → C H O + 4 CO (reactie 1) 2 2 6 2 2 CO + 6 H → C H O + 3 H O (reactie 2) 2 2 2 6 2 Hierbij wordt alle CO die in reactie 1 ontstaat, bij reactie 2 gebruikt. 2 Daardoor komt de totale reactie neer op de omzetting van syngas tot uitsluitend ethanol (C H O ) en water. De vergelijking van de totale reactie kun 2 6 je opstellen door beide reacties in de juiste verhouding bij elkaar op te tellen.
Proces B maakt gebruik van een samenwerking tussen een bacterie en een gist. Bij een temperatuur van 30 °C zorgt de bacterie voor de omzetting van cellulose met water tot onder andere het sacharide cellotriose ( C H O ). 18 32 16 De gist zet vervolgens cellotriose om tot ethanol en CO volgens reactie 3. 2 C H O + 2 H O → 6 C H O + 6 CO (reactie 3) 18 32 16 2 2 6 2 De productie van ethanol volgens reactie 3 heeft een lage atoomeconomie.
Bereken de atoomeconomie voor de productie van ethanol volgens reactie 3.