Atoomeconomie en E-factor

Prioriteit: 🔴 Hoog

In 8 van de 8 onderzochte examenjaren, meestal als rekenvraag van 2–4p: atoomeconomie of E-factor berekenen, soms gecombineerd met het rendement.

Wat moet je kunnen?

• De atoomeconomie berekenen uit een (totaal)reactievergelijking en molaire massa’s.
• De E-factor berekenen, ook bij een rendement onder 100%.
• Omgekeerd: uit een gegeven E-factor het rendement berekenen.
• Uitleggen wat een verandering in rendement, bijproduct of recycling doet met de E-factor.

De kern

$\text{atoomeconomie}=\frac{m_{\text{gewenst product}}}{m_{\text{beginstoffen}}}\times 100\%\text{E-factor}=\frac{m_{\text{afval}}}{m_{\text{gewenst product}}}=\frac{m_{\text{beginstoffen}}-m_{\text{product}}}{m_{\text{product}}}$

	Atoomeconomie	E-factor
Waar reken je mee?	de reactievergelijking (coëfficiënt × $M$)	de werkelijke massa’s (incl. rendement)
Goed proces	hoog (max. 100%)	laag (min. 0)
Rendement telt mee?	nee	ja: niet-omgezette beginstof is afval

• Rekenen in de atoomeconomie gaat per mol reactievergelijking: vermenigvuldig elke $M$ met de coëfficiënt.
• Bij een rendement van 100% en zonder hulpstoffen geldt: $\text{E-factor}=\frac{1}{\text{AE}}-1$ (AE als fractie). Dat is de minimale E-factor van de reactie.
• Hoe lager het rendement, hoe hoger de E-factor.
• Formules staan in je informatieboek (onderdeel groene chemie).

Zo wordt het gevraagd

• “Bereken de atoomeconomie van de productie van … uit …” Vaak moet je eerst zelf de totaalvergelijking opstellen uit deelreacties of een blokschema (2021-3, 2019-2). Punten: juiste coëfficiënten en molaire massa’s, daarna de rest van de berekening.
• “Bereken de E-factor van reactie … bij een rendement van …%. Beschouw water hierbij als afval.” Soms gevolgd door “Leg uit of deze E-factor de minimale of de maximale waarde was” (2024-1).
• “Bereken het rendement van deze reactie” met een gegeven E-factor (2026-2).
• Als argument in een duurzaamheidsvraag: een proces “levert meer afval op / heeft een lagere atoomeconomie” (2023-2).

Uitgewerkt voorbeeld

Atoomeconomie (examenstijl, vergelijk 2018-1 vraag 2)

Bereken de atoomeconomie van de productie van ethanol uit glucose. ${\text{C}}_6{\text{H}}_{12}{\text{O}}_6\to 2{\text{C}}_2{\text{H}}_5\text{OH}+2{\text{CO}}_2$

1. Beginstoffen: $1\times 180,2=180,2$ g
2. Gewenst product: $2\times 46,07=92,14$ g
3. $\text{AE}=\frac{92,14}{180,2}\times 100\%=$ 51,1%

Controle: CO₂ is de rest, $2\times 44,01=88,02$ g, en $92,14+88,02=180,2$ ✓

E-factor bij een rendement van 70%

Ethaanzuur + ethanol → ethylethanoaat + water ($M$: 60,05 + 46,07 → 88,10 + 18,02)

1. Per mol: beginstoffen $60,05+46,07=106,12$ g
2. Product bij 70%: $0,70\times 88,10=61,67$ g
3. Afval: $106,12-61,67=44,45$ g
4. $\text{E-factor}=\frac{44,45}{61,67}=$ 0,72

Controle: bij 100% zou de E-factor $18,02/88,10=0,20$ zijn. Lager rendement geeft een hogere E-factor. ✓

Valkuilen

• Coëfficiënten vergeten: rekenen met $M$ van één molecuul terwijl er 2 mol ontstaat.
• In de atoomeconomie delen door de massa van alle producten in plaats van de beginstoffen. Door massabehoud is dat hetzelfde getal, maar alleen als de vergelijking klopt.
• Bij de E-factor het niet-omgezette deel van de beginstoffen vergeten als afval te tellen.
• E-factor als percentage opschrijven. Het is een kale verhouding (kg afval per kg product).
• Een deelreactie gebruiken terwijl de vraag over het totale proces gaat.

Test jezelf

Een reactie heeft een atoomeconomie van 100%. Wat is de minimale E-factor?

0: alle atomen komen in het product, er ontstaat bij volledige omzetting geen afval.

Ethylethanoaat (zie voorbeeld): de E-factor van het proces is 1,0. Wat is het rendement?

$m_{\text{product}}=\frac{106,12}{1,0+1}=53,06$ g. Rendement $=\frac{53,06}{88,10}\times 100\%=$ 60%.

Onomgezette beginstof wordt teruggevoerd naar de reactor. Wat gebeurt er met de E-factor van het totale proces? En met de atoomeconomie?

De E-factor daalt, want minder beginstof wordt afval. De atoomeconomie blijft gelijk, want die hangt alleen af van de reactievergelijking.

Examenvragen om te oefenen

Doe deze vragen uit echte examens

• 2026 tijdvak 1, vraag 22: atoomeconomie van de totaalreactie en E-factor van het totale proces (4p)
• 2024 tijdvak 1, vraag 5: E-factor bij een gegeven rendement, minimaal of maximaal? (3p)
• 2026 tijdvak 2, vraag 16: rendement berekenen uit een gegeven E-factor (3p)
• 2018 tijdvak 1, vraag 2: atoomeconomie van ethanol en van HMF uit glucose (3p)
• 2021 tijdvak 3, vraag 5: atoomeconomie, eerst de totaalvergelijking opstellen

Alle vindplaatsen

Aangetroffen in 8 van de 8 onderzochte examenjaren (2018–2026, 2020: geen examen gehouden) — 100%.

• 2026 tijdvak 2: vraag 16
• 2026 tijdvak 1: vraag 22
• 2025 tijdvak 2: vraag 19
• 2024 tijdvak 1: vraag 5
• 2023 tijdvak 2: vraag 22
• 2022 tijdvak 1: vraag 1
• 2021 tijdvak 3: vraag 5
• 2021 tijdvak 2: vraag 2 (één deelscore van de 4)
• 2019 tijdvak 2: vraag 21
• 2019 tijdvak 1: vraag 7
• 2018 tijdvak 1: vraag 2

---

Ondersteunende onderwerpen

• Groene chemie
• Stoichiometrische berekeningen
• Rendement

Onderwerpen die dit ondersteunt

• Industriële processen