Behoudswetten en gesloten kringlopen
In dit onderwerp leer je met behoudswetten nagaan of een stof in een proces blijft circuleren. Bij het examen gebruik je dit om te beoordelen of een recirculatie gesloten is.
Bij een chemische reactie verdwijnen geen atomen. Dat is elementbehoud. Het aantal atomen van elk element is dus voor en na de reactie gelijk.
Uit elementbehoud volgt massabehoud. De massa van de beginstoffen is gelijk aan de massa van de eindstoffen. Bij ladingbehoud geldt hetzelfde voor de totale lading.
Een kringloop is gesloten als een stof steeds terugkomt zonder dat er van buiten iets bij moet. Om dat te controleren tel je per reactie wat er ontstaat en wat er verbruikt wordt.
Als een stof netto verbruikt wordt, verdwijnt die stof uit de kringloop. Dan moet er steeds nieuwe stof van buiten worden aangevoerd. Een nevenreactie kan dit veroorzaken, ook als de hoofdreacties precies in balans zijn.
Zo pak je zo'n vraag aan.
- Tel per reactie de stof die ontstaat en de stof die verdwijnt.
- Zoek ook de nevenreacties, want die kunnen de balans verschuiven.
- Trek de conclusie: blijft de balans sluiten, of blijft er een tekort?
Onthoud
Bij elke reactie blijft het aantal atomen van elk element gelijk.
Massabehoud en ladingbehoud werken op dezelfde manier als elementbehoud.
Een kringloop is gesloten als een stof netto niet verbruikt of verloren wordt.
Ook een nevenreactie kan een kringloop openbreken.
Voorbeeld uit een echt examen
ex1
Je moet nagaan of de recirculatie van methanol naar R1 een gesloten systeem is. Daarvoor kijk je naar de reacties 1 en 2 en naar R1.
- 1
In reacties 1 en 2 wordt evenveel methanol verbruikt als gevormd, dus er verdwijnt netto geen methanol.
Veelgemaakte fouten
Je kijkt alleen naar de hoofdreacties en vergeet de nevenreacties, terwijl die vaak de balans verstoren.
Je denkt dat een stof die terugkomt in het proces niet verbruikt wordt, maar tel altijd per reactie wat er netto verdwijnt.
Je verwart het aantal moleculen met het aantal atomen, terwijl alleen de atomen van elk element behouden blijven.
Snel checken
Welke bewering over elementbehoud is juist?
Een stof wordt in een fabriek gerecirculeerd. Wanneer is de recirculatie niet gesloten?