Rendement (scheikunde)

Prioriteit: 🔴 Hoog

In 7 van de 8 onderzochte examenjaren, als “bereken het rendement” (3–4p) of als correctiefactor in een grotere berekening.

Wat moet je kunnen?

• Het rendement van een reactie berekenen uit massa’s, via de theoretische opbrengst.
• Met een gegeven rendement de benodigde beginstof of de werkelijke opbrengst berekenen.
• Rendementen van meerdere stappen combineren.
• Een energierendement berekenen, en uitleggen waarom recirculatie het rendement verhoogt.

De kern

$\eta =\frac{\text{werkelijke opbrengst}}{\text{theoretische opbrengst}}\times 100\%{\eta }_{\text{energie}}=\frac{E_{\text{nuttig}}}{E_{\text{toegevoerd}}}\times 100\%$

• Theoretische opbrengst: met een stoichiometrische berekening vanuit de stof in ondermaat (zie Stoichiometrische berekeningen).
• Werk met mol of massa, maar vergelijk dezelfde grootheid.

Wat is gevraagd?	Rekenregel
opbrengst bij rendement $\eta$	theoretisch × $\eta$
benodigde beginstof bij rendement $\eta$	theoretisch nodig ÷ $\eta$
totaal rendement van stappen	${\eta }_{\text{tot}}={\eta }_1\times {\eta }_2\times \dots$

• Het rendement kan ook uit een gegeven E-factor volgen (zie Atoomeconomie en E-factor).

Zo wordt het gevraagd

• “Bereken het rendement van deze omzetting” met gegeven massa beginstof en product (2022-1): 3p.
• ”… heeft een omzetting/rendement van 86,4%. Bereken de massa … die moet worden gebruikt” (2023-1).
• “Bereken het energierendement van deze omzetting van biomassa tot bewerkte biomassa” (2026-2).
• “Bereken het rendement van deze reactie” met een gegeven E-factor (2026-2, 2025-2).
• “Geef aan waarom door de recirculatie het rendement in R3 hoger wordt” (2018-2).

Uitgewerkt voorbeeld

Rendement berekenen (examenstijl, vergelijk 2022-1 vraag 16)

Uit 10,0 g salicylzuur ($M$ = 138,12) wordt 11,2 g aspirine ($M$ = 180,16) verkregen; molverhouding 1 : 1.

1. $n(\text{salicylzuur})=10,0/138,12=0,07240$ mol
2. Theoretisch: $0,07240\times 180,16=13,04$ g aspirine
3. $\eta =\frac{11,2}{13,04}\times 100\%=$ 85,9%

Controle: het rendement is kleiner dan 100%. ✓

Benodigde beginstof (examenstijl, vergelijk 2023-1 vraag 17)

Je wilt 500 g ethylethanoaat ($M$ = 88,10) uit ethanol ($M$ = 46,07), molverhouding 1 : 1, rendement 86,4%.

1. $n(\text{ester})=500/88,10=5,675$ mol
2. Nodig bij 86,4%: $5,675/0,864=6,569$ mol ethanol
3. $m=6,569\times 46,07=$ 303 g ethanol

Controle: meer dan 5,675 × 46,07 = 261 g, omdat een deel niet omgezet wordt. ✓

Valkuilen

• Door het rendement delen waar je moet vermenigvuldigen (of andersom). Vraag je af: moet het getal groter of kleiner worden?
• De theoretische opbrengst berekenen vanuit de stof in overmaat.
• Massa’s van verschillende stoffen direct delen zonder via mol om te rekenen.
• Rendementen van twee stappen optellen in plaats van vermenigvuldigen.

Test jezelf

Stap 1 heeft een rendement van 90%, stap 2 van 80%. Wat is het totale rendement?

$0,90\times 0,80=0,72$: 72%.

Een batterij levert 70% van $5,0\cdot 10^5$ J als nuttige energie. Hoeveel is dat?

$0,70\times 5,0\cdot 10^5=$ 3,5·10⁵ J

Waarom verhoogt het terugvoeren van onomgezette beginstof het rendement?

De beginstof krijgt een nieuwe kans om te reageren in plaats van verloren te gaan.

Examenvragen om te oefenen

Doe deze vragen uit echte examens

• 2022 tijdvak 1, vraag 16: rendement uit massa’s (3p)
• 2021 tijdvak 2, vraag 16: rendement met reactie 1 en 2 (4p)
• 2023 tijdvak 1, vraag 17 en 25: rendement als correctiefactor, nuttig rendement van een batterij
• 2026 tijdvak 2, vraag 2 en 16: energierendement en rendement uit de E-factor (2p + 3p)
• 2018 tijdvak 2, vraag 25: waarom recirculatie het rendement verhoogt (1p)

Alle vindplaatsen

Aangetroffen in 7 van de 8 onderzochte examenjaren (2018–2026, 2020: geen examen gehouden) — 87,5%.

• 2026 tijdvak 2: vraag 2, 16
• 2025 tijdvak 2: vraag 19
• 2024 tijdvak 1: vraag 10
• 2023 tijdvak 1: vraag 4, 17, 25
• 2022 tijdvak 1: vraag 16
• 2021 tijdvak 2: vraag 16
• 2018 tijdvak 2: vraag 4, 25

---

Ondersteunende onderwerpen

• Stoichiometrische berekeningen
• Industriële processen

Onderwerpen die dit ondersteunt

• Atoomeconomie en E-factor