Prioriteit: 🔴 Hoog
In 8 van de 8 onderzochte examenjaren, bijna elk tijdvak een blokschema compleet maken (3–5p), vaak de zwaarste toepassingsvraag.
Wat moet je kunnen?
- Een blokschema compleet maken: ontbrekende reactoren, scheidingsruimtes, pijlen en stofnamen.
- Hergebruik van stoffen verwerken: onomgezette beginstoffen en hulpstoffen terug naar de juiste plek.
- Uitleggen waarom een deel van een recyclestroom moet worden afgevoerd (spui) of eerst bewerkt moet worden.
- Uit een blokschema de totaalreactie afleiden.
De kern
| Begrip | Betekenis |
|---|---|
| R1, R2 … | reactor: hier vindt een reactie plaats |
| S1, S2 … | scheidingsruimte: stoffen worden gescheiden (zie Scheidingsmethoden) |
| stofstroom | pijl met alle stoffen die erdoor gaan |
| recyclestroom | onomgezette of teruggewonnen stof terug naar een eerdere stap |
| spui | afvoer van een klein deel van een recyclestroom |
| warmtewisselaar | warmte van een hete stroom overdragen aan een koude |
| batch- vs continuproces | productie in porties vs ononderbroken productie |
| bulk- vs fijnchemie | grote hoeveelheden basischemicaliën vs kleine hoeveelheden specialistische stoffen |
Stappenplan voor het blokschema:
- Zet bij elke reactor welke stoffen erin gaan en wat eruit komt (beginstoffen, producten, onomgezette stof).
- Kijk bij elke scheiding welke eigenschap gebruikt wordt (kookpunt, oplosbaarheid) en welke stof welke kant op gaat.
- Stuur elke bruikbare stof terug naar de plek waar hij nodig is. Alleen product en echt afval verlaten het proces.
- Controleer: gaat elke stof die een reactor verlaat ergens heen?
Spui: een stof die niet reageert en niet wordt afgescheiden (bijvoorbeeld een inert gas) hoopt op in de kringloop. Daarom voer je een deel van die stroom af.
Zo wordt het gevraagd
- “Maak op de uitwerkbijlage het blokschema compleet. Teken ontbrekende pijlen en noteer ontbrekende stoffen bij de pijlen. Houd hierbij rekening met hergebruik van stoffen.” Deze zin komt vrijwel elk jaar terug (2024-2, 2021-3, 2024-1). Punten per juiste stofstroom en per juiste recyclestroom.
- “Leg uit dat een deel van deze gasstroom moet worden afgevoerd” (2026-1): ophoping van een inerte stof.
- “Leg uit welke bewerking … moet ondergaan voordat het kan worden teruggevoerd” (2019-2, 2022-2).
- “Geef bij elke warmtewisselaar aan welke stroom warm/koud is” (2025-1).
Uitgewerkt voorbeeld
Ammoniaksynthese als blokschema
N₂ en H₂ reageren in R1 maar niet volledig: . In S1 wordt afgekoeld; NH₃ condenseert (hoogste kookpunt), N₂ en H₂ blijven gas. De N₂ komt uit lucht en bevat wat argon, dat niet reageert.
flowchart LR A[N₂ + H₂ + Ar] --> R1[R1] R1 -->|NH₃, N₂, H₂, Ar| S1[S1: koelen] S1 -->|NH₃ vloeibaar| P[product] S1 -->|N₂, H₂, Ar| R1 S1 -.->|spui: klein deel| X[afvoer]Waarom spui? Argon reageert niet en condenseert niet in S1, dus het blijft rondgaan en hoopt op. Een klein deel van de gasstroom wordt daarom afgevoerd. ✓
Recyclestroom bewerken (examenstijl, vergelijk 2019-2 vraag 18)
Natronloog wordt in S2 teruggewonnen, maar bij de reactie ontstaat water. Als je het zo terugvoert, wordt de oplossing steeds verder verdund. Bewerking: indampen (water verwijderen) voordat het natronloog terug de reactor in gaat.
Valkuilen
- Onomgezette beginstof als afval laten eindigen in plaats van terugvoeren.
- Een pijl zonder stofnaam, of een stofstroom waarin een stof “verdwijnt”.
- Een stof terugvoeren naar een reactor waar hij niet nodig is.
- Bij destillatie de verkeerde kant kiezen: de stof met het laagste kookpunt gaat als eerste als gas weg.
- De spui vergeten bij een inerte stof in een kringloop.
Test jezelf
Waarom verhoogt het terugvoeren van onomgezette beginstof het totale rendement?
Omdat die beginstof alsnog wordt omgezet in plaats van als afval het proces te verlaten.
Wat is het verschil tussen een batchproces en een continuproces?
Batch: productie in afgemeten porties. Continu: stoffen gaan ononderbroken in en uit het proces.
In S1 worden A (kookpunt 56 °C) en B (kookpunt 118 °C) gescheiden door destillatie. Welke stof gaat bovenuit?
A: die heeft het laagste kookpunt en verdampt als eerste.
Examenvragen om te oefenen
Doe deze vragen uit echte examens
- 2024 tijdvak 2, vraag 20: compleet blokschema met reactoren, scheidingsruimtes en recycling (4p)
- 2021 tijdvak 3, vraag 4: hergebruik van methanol, DMC en fenol (5p)
- 2026 tijdvak 1, vraag 21 en 24: spui van een inerte stof en blokschema propeenoxide (2p + 4p)
- 2019 tijdvak 2, vraag 18–19: bewerking van natronloog voor hergebruik en blokschema (2p + 4p)
- 2025 tijdvak 1, vraag 11: claus-installatie met warmtewisselaars (3p)
Alle vindplaatsen
Aangetroffen in 8 van de 8 onderzochte examenjaren (2018–2026, 2020: geen examen gehouden) — 100%.
- 2026 tijdvak 2: vraag 6
- 2026 tijdvak 1: vraag 5, 21, 24
- 2025 tijdvak 2: vraag 1, 2, 16
- 2025 tijdvak 1: vraag 11
- 2024 tijdvak 2: vraag 20
- 2024 tijdvak 1: vraag 4
- 2023 tijdvak 2: vraag 17
- 2023 tijdvak 1: vraag 5
- 2022 tijdvak 2: vraag 11, 12
- 2022 tijdvak 1: vraag 7, 8
- 2021 tijdvak 3: vraag 4
- 2021 tijdvak 2: vraag 1, 2, 3 (context)
- 2021 tijdvak 1: vraag 10
- 2019 tijdvak 2: vraag 18, 19
- 2019 tijdvak 1: vraag 4
- 2018 tijdvak 2: vraag 25
- 2018 tijdvak 1: vraag 15, 21