Brandstoffen vergelijken

Prioriteit: 🟠 Midden

In 3 van de 8 onderzochte examenjaren, recent zwaar (2026-2: 5p): energie-inhoud en energiedichtheid berekenen en brandstoffen vergelijken met een figuur.

Wat moet je kunnen?

• Energie-inhoud (kWh kg⁻¹) en energiedichtheid (kWh dm⁻³) berekenen uit de reactiewarmte.
• Brandstoffen vergelijken met een figuur, rekening houdend met massa- én volume-eisen.
• Uitleggen waarom een hogere C/H-verhouding meer CO₂ per joule geeft.

De kern

Grootheid	Eenheid	Berekening
energie-inhoud	kWh kg⁻¹ of J kg⁻¹	energie per mol ÷ $M$ (kg mol⁻¹)
energiedichtheid	kWh dm⁻³	energie-inhoud × dichtheid (kg dm⁻³)

• 1 kWh = $3,6\cdot 10^6$ J.
• C/H-verhouding hoog → meer CO₂ per vrijgekomen joule (bij waterstof-rijke brandstoffen komt meer energie uit H → H₂O).
• Emissies: CO₂ (broeikasgas), NOₓ (N₂ + O₂ bij hoge temperatuur), SO₂ (uit zwavel in de brandstof), CO bij onvolledige verbranding.
• Biobrandstof: kortcyclisch CO₂ (zie Duurzame energieproductie uit biomassa).

Zo wordt het gevraagd

• “Bereken van ijzer de energie-inhoud in kWh kg⁻¹ en de energiedichtheid in kWh dm⁻³. Teken op de uitwerkbijlage het punt van Fe in de grafiek” (2026-2): 3p.
• “Leg uit aan de hand van de figuur … of volgens deze eisen diesel of zink de beste brandstof is. Betrek beide eisen in je antwoord” (2026-2): 2p.

Uitgewerkt voorbeeld

IJzer als brandstof (examenstijl, vergelijk 2026-2 vraag 21)

$4\text{Fe}+3{\text{O}}_2\to 2{\text{Fe}}_2{\text{O}}_3$, $E_{\text{v}}({\text{Fe}}_2{\text{O}}_3)=-8,24\cdot 10^5$ J mol⁻¹, $\rho (\text{Fe})=7,87$ kg dm⁻³.

1. Per mol Fe: $8,24\cdot 10^5/2=4,12\cdot 10^5$ J vrij
2. Per kg: $4,12\cdot 10^5/0,05585=7,38\cdot 10^6$ J = 2,05 kWh kg⁻¹
3. Per dm³: $2,05\times 7,87=$ 16,1 kWh dm⁻³

Valkuilen

• J en kWh door elkaar halen.
• Bij “beide eisen” maar één eis (massa of volume) gebruiken.
• Vergeten dat bij verbranding van biobrandstof óók CO₂ vrijkomt.

Test jezelf

Welke brandstof geeft minder CO₂ per MJ: methaan of octaan?

Methaan: lagere C/H-verhouding, dus relatief meer energie uit H.

Waarom ontstaat NOₓ bij verbranding, ook als de brandstof geen stikstof bevat?

Bij hoge temperatuur reageert N₂ uit de lucht met O₂.

Examenvragen om te oefenen

Doe deze vragen uit echte examens

• 2026 tijdvak 2, vraag 21–22: energie-inhoud en energiedichtheid van ijzer, diesel of zink (3p + 2p)
• 2022 tijdvak 3, vraag 13: verbranding van biodiesel met deels CO

Alle vindplaatsen

Aangetroffen in 3 van de 8 onderzochte examenjaren (2018–2026, 2020: geen examen gehouden) — 37,5%.

• 2026 tijdvak 2: vraag 21, 22
• 2022 tijdvak 3: vraag 13
• 2021 tijdvak 2: vraag 1–4 (contextthema, niet apart bevraagd)

---

Ondersteunende onderwerpen

• Duurzame energieproductie uit biomassa
• Milieu- en gezondheidsaspecten van productieprocessen
• Berekeningen met vormingswarmten
• Dichtheid

Onderwerpen die dit ondersteunt

• (geen)