Vraag 5Toiletpapier 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?
- Zoek in Binas-tabel 97F de vier uitgangspunten op die je mag kiezen: 6, 8, 9 en 12.
- Bij deze vraag vergelijk je per uitgangspunt wat proces A en proces B in de tekst doen.
- Daarna kies je het uitgangspunt waarbij proces B duidelijk beter scoort dan proces A.
- Met een concreet verschil uit de tekst onderbouw je je keuze.
Hier verliezen leerlingen punten
- Een uitgangspunt noemen zonder toelichting levert geen punt op, want de uitleg is onderdeel van het antwoord.
- Schrijf in je toelichting op waarom proces B beter scoort, niet alleen dat het zo is.
- Kies uit de vier genoemde nummers, want een uitgangspunt van buiten die lijst telt niet mee.
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.
Proces A en proces B kunnen met elkaar worden vergeleken volgens de uitgangspunten van de groene chemie. Een nadeel van proces B is de lage atoomeconomie van de productie van ethanol in reactie 3. Toch zijn er ook uitgangspunten die in het voordeel van proces B uitvallen.
Geef een uitgangspunt van de groene chemie dat in het voordeel uitvalt van proces B ten opzichte van proces A. Licht je antwoord toe. – Kies uit de uitgangspunten: 6, 8, 9 en 12. – Gebruik Binas-tabel 97F of ScienceData-tabel 38.6.