Colofon

ECOreizen
Module 1, ECOreizen, vormt samen met module 2, ECObrandstoffen, een
geheel.

Samenwerking
ECOreizen is ...
1.   Inleiding van de module                                       4
     1.1 Inleiding                                   ...
1. Inleiding van
   de module
ECOreizen                                                                   5




1.1 Inleiding

ECOREIZEN BV is een nieuw...
ECOreizen
                                 ECOre                                                                          ...
ECOreizen                                                                             7




                             O...
ECOreizen                                                                                     8




                      ...
ECOreizen                                                                              9




                             ...
ECOreizen                                                                          10




                               W...
ECOreizen                                                                        11




                                  ...
ECOreizen                                                                    12




1.4 Opstellen van deelvragen en het ma...
ECOreizen                                                                      13




                            Opdracht...
ECOreizen                                                                         14




Hoofdstuk 2 gaat over het broeika...
ECOreizen                                                                   15




Activiteit 5
Kijk in je planning welke ...
2. Het Broeikaseffect
ECOreizen                                                                   17




“Toenemende smelt van gletsjers kan voo...
ECOreizen                                                                    18




De stralen van de zon gaan door versch...
ECOreizen                                                                   19




                             Precies he...
ECOreizen                                                                   20




                                Figuur ...
ECOreizen                                                                    21




                                   2.2...
ECOreizen
                              ECOre                                                                    22




  ...
ECOreizen                                                                   23




                             broeikasef...
ECOreizen                                                                   24




                                 Opslag...
ECOreizen                                                                    25




                               Figuur ...
ECOreizen
                          ECOre                                                                         26




 ...
ECOreizen                                       27




  Wat je nu moet weten
  • Wat we onder het broeikaseffect verstaan...
3. Duurzaamheid
ECOreizen                                                                     29




                            “Duurzaam...
ECOreizen                                                                             30




                             ...
ECOreizen                                                                31




                               Een voorbee...
ECOreizen                                                                  32




                         3.2 Voorbeelden...
ECOreizen                                                                   33




                                Je kunt...
ECOreizen                                                                  34




                    zodat er schoon kuns...
ECOreizen                                                                    35




                                Inform...
ECOreizen                                                                      36




                               Infor...
ECOreizen                                                                     37




  Deuterium komt op aarde in de natuu...
4. Rekenen met
   atomen
ECOreizen                                                                  39




“Voordat het mogelijk is om met bijvoorb...
ECOreizen                                                                            40




                       Over at...
ECOreizen                                                                 41




                               Het atoom ...
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Module 1 ecoreizen def 2
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Module 1 ecoreizen def 2

6,188

Published on

Published in: Education
0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
6,188
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
16
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Transcript of "Module 1 ecoreizen def 2"

  1. 1. Colofon ECOreizen Module 1, ECOreizen, vormt samen met module 2, ECObrandstoffen, een geheel. Samenwerking ECOreizen is tot stand gekomen in samenwerking met de SLO en de Technische Universiteit Delft. Vormgeving T2 Ontwerp, Den Haag (www.t2ontwerp.nl) © 2010 Technische Universiteit Delft te Delft/ © 2009 Stichting leerplanontwikkeling (SLO), Enschede Het auteursrecht op dit onderwijsmateriaal voor Nieuwe Scheikunde berust bij de SLO en de TU Delft. SLO en de TU Delft zijn derhalve de rechthebbenden zoals bedoeld in de hieronder vermelde creative commons licentie. SLO, de TU Delft en door hen ingehuurde auteurs hebben bij de ontwikkeling van de modules gebruik gemaakt van materiaal van derden. Bij het verkrijgen van toestemming, het achterhalen en voldoen van de rechten op teksten, illustraties, enz. is de grootst mogelijke zorgvuldigheid betracht. Mochten er desondanks personen of instanties zijn die rechten menen te kunnen doen gelden op tekstgedeeltes, illustraties, enz. van een module, dan worden zij verzocht zich in verbinding te stellen met SLO of met de TU Delft. Hoewel het onderwijsmateriaal met zorg is samengesteld, is het mogelijk dat deze onjuistheden en/ of onvolledigheden bevatten. De SLO en de TU Delft aanvaarden derhalve geen enkele aansprakelijkheid voor enige schade, voortkomend uit (het gebruik van) dit materiaal. Voor dit onderwijsmateriaal geldt een Creative Commons Naamsvermelding-Niet- Commercieel-Gelijk delen 3.0 Nederland licentie http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/nl/ Aangepaste versies hiervan mogen alleen verspreid worden indien het in het colofon vermeld wordt dat het een aangepaste versie betreft, onder vermelding van de naam van de auteur van de wijzingen. Delft, juni 2010.
  2. 2. 1. Inleiding van de module 4 1.1 Inleiding 5 1.2 Artikelen over groen en duurzaam reizen 6 1.3 De contextvraag 10 1.4 Opstellen van deelvragen en het maken van een planning 12 1.5 De activiteiten 13 1.6 Toetsing 15 2. Het Broeikaseffect 16 2.1 De oorzaken van het broeikaseffect 17 2.2 De gevolgen van het broeikaseffect 21 2.3 De Oplossingen 22 3. Duurzaamheid 28 3.1 Begrip “Duurzaam” 29 3.2 Voorbeelden van duurzame ontwikkelingen 32 4. Rekenen met atomen 38 4.1 Inleiding 39 4.2 Periodiek Systeem 40 4.3 Bouw van het atoom en atoommassa 42 4.4 Een indeling van stoffen 45 4.5 Soorten bindingen 47 4.5.1 De metalen 49 4.5.2 De moleculaire stoffen 50 4.5.3 De zouten 54 4.6 Atoommassa en molecuulmassa 59 4.7 De mol 62 4.8 Het volume van 1 mol gas 68 4.9 Molariteit 72 5. De reis 79 5.1 De wedstrijdvoorwaarden 80 6. De experimenten per continent 84 6.1 Experiment Europa 87 6.2 Experiment Azië 89 6.3 Experiment Afrika 91 6.4 Experiment Noord-Amerika 944 6.5 Experiment Zuid-Amerika 96 6.6 Experiment Australië 998
  3. 3. 1. Inleiding van de module
  4. 4. ECOreizen 5 1.1 Inleiding ECOREIZEN BV is een nieuw beginnend reisbureau dat graag in wil spelen op de vraag naar groene en duurzame reizen. Om zich te profileren als groen en duurzaam reisbureau heeft ECOREIZEN BV een wedstrijd uitgeschreven. Zie de reclame hieronder. ECOREIZEN BV SCHRIJFT WEDSTRIJD UIT!!!! ECOREIZEN BV is een reisbureau in oprichting en wil groen en duurzaam reizen onder jongeren stimuleren. ECOREIZEN BV wil jongeren de kans geven om goedkoop en toch verantwoord groen en duurzaam te reizen! ECOREIZEN BV looft een prijs uit voor de meest groene en duurzame reis! ECOREIZEN BV nodigt jongeren uit om als potentiële consultants een plan in te dienen voor een groene en duurzame wereldreis. (Zie de voorwaarden). Voorwaarden: 1. Gedurende de wereldreis, welke reis start in je woonplaats, moet elk continent bezocht worden. 2. De reis duurt 30 dagen inclusief verplichte rustdagen. 3. Op drie continenten moet onderzoek gedaan worden naar enkele relevante ecologische situaties. 4. Het plan moet worden gepresenteerd voor een door ECOREIZEN BV samengestelde jury, waarbij de volgende vragen aan bod moeten komen: Welke route is het meest groen en duurzaam, welke vervoermiddelen worden daarbij gebruikt, welke soort brandstof is vanuit duurzaamheid het meest voor de hand liggend, wat is nodig om de belasting van de natuur en het milieu tengevolge van deze reis te compenseren en hoeveel is daarvan nodig? 5. De presentatie en de gemaakte keuzes moeten gemotiveerd worden door middel van inhoudelijke technische en chemische argumenten en voorzien zijn van uitgewerkte berekeningen. 6. De prijs is een “alternatieve” wereldreis. De voorwaarden voor deze wedstrijd staan nader uitgewerkt bij hoofdstuk 5.
  5. 5. ECOreizen ECOre 6 Een wereldreis is niet goedkoop; niet in geld, maar ook niet in grondstof. Is bioethanol te verkiezen boven benzine van fossiele oorsprong, of reis je zuiniger op glucose (de brandstof voor je fiets)? Toon je een energie en milieubewuste reiziger in een dertigdaagse reis om energie- de wereld! Lees ter oriëntatie de onderstaande drie artikelen en maak de opdrachten. 1.2 Artikelen over groen en duurzaam reizen Artikel 1 Laat het klimaat niet op hol slaan: plant een boom! Bomen nemen het broeikasgas CO2 op en maken er zuurstof (O2) van. Bouw mee aan een groenere wereld en hou het broeikaseffect in toom. Trees for Travel biedt Figuur 1: logo de mogelijkheid om voor een bescheiden bedrag de uitgesto een uitgestoten broeikasgassen te compenseren. Ieder bedrijf, consument, overheid of reisorganisatie gebuikt fossiele brandstoffen. Als u rijdt, vliegt, verwarmt, kookt of werkt. Compenseer via Trees for Travel en investeer in duurzam ontwikkeling in duurzame ontwikkelingslanden. U maakt zo de aanleg en het behoud van bossen mogelijk. ontwikkelings Bossen die extra inkomsten opleveren voor de lokale bevolking en bijdragen aan herstel van natuur en milieu. Ook hebben we projecten voor duurzame energie, natuur- die uitstoot van CO2 voorkomen. Onze lijnen zijn kort en de kosten daarom laag. Uw bijdrage moet immers daar terechtkomen en niet hier. Trees for Travel heeft al meer dan 170.000 ton aan CO2- -compensatie gerealiseerd en meer dan 1 miljoen bomen geplant. Help mee en geef de wereld weer lucht. Doe mee en vlieg, rij, werk of ontspan lieg, klimaatneutraal! Bereken je CO2-uitstoot Om snel de uitstoot van broeikasgassen te kunnen bepalen heeft Trees for Travel een Klimaatcalculator ontwikkeld. Vul je energieverbruik of reisgegevens in en je weet binnen een tel hoeve CO2-equivalenten je (per jaar) moet compenseren. hoeveel equivalenten Klik op de categorie van je keuze. Vul vervolgens alleen die onderdelen in die van toepassing zijn. Druk daarna op de knop 'berekenen'. De uitkomst wordt disclaimer daaronder weergegeven. Wil je de berekende waarden compenseren, klik dan op de onderste knop 'CO2 uitstoot compenseren' en volg de instructies. Je kunt dan Figuur 2: disclaimer Trees for ook nog andere compensaties toevoegen. Wil je alleen vliegreizen compenseren, Travel gebruik dan het rode invulveld hier boven: 'vul in en compenseer'. Bron: Trees for Travel
  6. 6. ECOreizen 7 Opdracht 1 Ga via het huisje in de disclaimer naar de website van “Trees forTravel” en voer de volgende berekeningen uit: a. Een huishouden verbruikt 4000 m3 aardgas per jaar. Bereken hoelang een boom moet groeien om de CO2 uitstoot te compenseren. b. Voer ook een aantal berekeningen uit voor de andere drie pictogrammen. Artikel 2 Compensatie van CO2-uitstoot Groen vliegen, groene creditcard, groen gas? Is het echt mogelijk om je uitstoot van broeikasgassen te compenseren door bomen te planten? Er zijn veel bedrijven die dit beloven, maar hoe zit het nu eigenlijk? Wat is CO2-compensatie? Of je nu op vakantie gaat, boodschappen doet, televisie kijkt of kookt, bij alles wat je doet worden broeikasgassen uitgestoten. Soms veel, zoals bij vliegen, soms weinig. Een gemiddeld Nederlands huishouden stoot 10.460 kilo CO2 per Het ClimaCount CO2 jaar uit. Compensatie Programma Om je bijdrage aan klimaatverandering te verminderen, is het in de eerste plaats biedt gebruikers van een belangrijk om zoveel mogelijk energie te besparen. Op die manier bespaar je al aan een ClimaCount heel veel uitstoot van CO2. Tweede stap die je kunt zetten is om de gekoppelde creditcard de onvermijdelijke uitstoot van broeikasgassen te compenseren. Je zorgt er dan voor keuze uit vier programma’s dat op een andere plek in de wereld CO2-uitstoot voorkomen wordt. Evenveel als om hun CO2 uitstoot te je hier zelf veroorzaakt. compenseren. In elk Twee bekende manieren om dit te doen zijn: programma zijn effectieve,  Het ontwikkelen van duurzame energie elders in de wereld, vaak in de betrouwbare projecten ontwikkelingslanden. Door energie op te wekken met bijvoorbeeld zon of opgenomen die zich op wind, wordt er geen extra uitstoot van broeikasgassen veroorzaakt die er wel verschillende manieren met zou zijn geweest als deze energie in bijvoorbeeld een kolencentrale opgewekt CO2 compensatie bezighou- zou zijn. den. Ofwel door de CO2  De aanplant van bomen. Bomen zetten immers CO2 om in zuurstof. uitstoot te verminderen of door CO2 aan de atmosfeer Als je dus zoveel mogelijk energie bespaart en vervolgens de resterende uitstoot te ontrekken. compenseert, leef je in feite klimaatneutraal. Zie www.climacount.nl Dit klinkt natuurlijk heel mooi, maar er zijn helaas ook kanttekeningen te zetten bij compensatie, vooral bij compenseren door aanplant van bomen. Er is namelijk erg weinig toezicht of controle op bomenaanplant. Er is geen keurmerk dat garandeert dat de betaalde bomen ook daadwerkelijk een aantal (bijvoorbeeld minimaal 30 jaar) blijven staan. Soms sponsor je alleen het onderhoud van bestaand bos, waardoor er natuurlijk niet meer CO2 uit de lucht gehaald wordt.
  7. 7. ECOreizen 8 Compensatie van CO2-uitstoot (vervolg) In veel landen wordt eerst bos gekapt, het tropisch hardhout voor veel geld verkocht en worden er vervolgens weer bomen aangeplant. Maar de diversiteit (hoeveelheid verschillende soorten planten en dieren) van natuurlijk bos is vele malen hoger dan in aangeplant bos. Bovendien komt er ook steeds meer wetenschappelijk bewijs dat het planten van bomen buiten tropische gebieden averechts werkt voor het klimaat. Bomen in koude streken absorberen veel zonlicht en bevorderen ook nog eens de vorming van wolken. Hierdoor wordt de warmte op aarde vastgehouden in plaats van teruggekaatst. Een ander meer principieel tegengeluid komt vanuit de milieubeweging. Compenseren stimuleert mensen niet om na te denken over hun leefwijze en om te kiezen voor een energiezuinige levensstijl. In die zin is compenseren een moderne vorm van 'aflaten': je doet iets klimaatonvriendelijks (zoals vliegen) Figuur 3: affiche maar met een paar tientjes zorg je dat er wat bomen geplant worden en is je Trees for Travel geweten weer gesust. Hoeveel CO2 kan een boom eigenlijk omzetten? Volgens Trees for Travel kun je de kerosine-uitstoot van een retourtje Mexico compenseren door de aanplant van 180 bomen. De bomen moeten dan wel een eeuw blijven staan. Hiervoor betaal je 51 euro. Dergelijke berekeningen zijn omstreden. Het is niet uit te rekenen hoeveel CO2 een boom omzet naar zuurstof, dit is per soort, leeftijd en locatie verschillend.  Grote, duizend jaar oude bomen met veel takken en bladeren nemen uiteraard meer CO2 op dan nieuwe jonge aanplant. Sommige boomsoorten kunnen wel drieduizend jaar oud worden. Stadsbomen zijn eigenlijk meer een soort kamerplanten. Hun wortels worden door bestrating soms ingeperkt waardoor de wortels als bij een soort Bonsai klein blijven. Ze worden niet oud. Bomen in de vrije natuur die eeuwenlang blijven staan zetten meer CO2 om.  Ook is de CO2 omzet afhankelijk van de plaats. Rondom de evenaar zetten bomen meer CO2 om dan in koude gebieden. Het tropisch regenwoud wordt niet voor niets de longen van de aarde genoemd. Het kappen van eeuwenoud tropisch woud kan niet gecompenseerd worden met een zelfde aantal jonge 12 april 2007 bomen elders. Als men werkelijk alle vliegreizen wil compenseren en al die bomen inderdaad een eeuw wil laten staan, komen we toch echt ruimte te kort. Ondertussen gaat de kap van onvervangbaar eeuwenoud woud gewoon door, voorlopig met een snelheid die vele malen hoger is dan dat wij aanplanten. Bron: http://www.milieudefensie.nl/klimaat/visie/heikele-klimaatissues/compensatie-van-co2- uitstoot/
  8. 8. ECOreizen 9 Opdracht 2 Geef aan de hand van het artikel drie argumenten voor compensatie door bomenaanplant en drie argumenten tegen compensatie door bomenaanplant. Artikel 3 Bioethanol Rijden op alcohol? In landen als Brazilië, Zweden en de VS kijken ze er niet meer van op. We hebben het dan over bio-ethanol. Dat is alcohol afkomstig van de vergisting van gewassen als maïs, tarwe, suikerriet, bieten of aardappelen. Bio-ethanol behoort met biogas en biodiesel, gemaakt uit plantaardige olie, tot de groep van biobrandstoffen. De ‘alternatieve’ brandstoffen worden steeds populairder. Daar zijn twee redenen voor. Ten eerste de hoge olieprijs, gekoppeld aan het vooruitzicht van slinkende olievoorraden. En daarnaast de wereldwijde roep om de uitstoot van schadelijke broeikasgassen nu eindelijk eens aan te pakken. Vergeleken met benzine leidt gebruik van biobrandstoffen tot een verminderde uitstoot van broeikasgassen. Dat komt omdat biobrandstof wordt gemaakt van gewassen die zelf net zoveel koolstofdioxide opnemen als er bij de verbranding vrijkomt. Figuur 4: Bio-ethanol, CO2 En dus pleiten steeds meer politici voor het gebruik van bio-ethanol. De EU heeft neutraal als doel om in 2010 5,75 procent van de traditionele brandstof bij te mengen met biobrandstof. De Verenigde Staten ook, maar daar zijn ze in praktijk al een stuk verder mee dan Europa: in 2004 werd al zo’n 2 procent bio-ethanol bij de benzine gemengd. De productie van bio-ethanol neemt dan ook snel toe. Volgens het Amerikaanse ministerie van Landbouw produceerden bio-boeren vorig jaar ongeveer 19 miljard liter ethanol, voor het grootste gedeelte uit maïs. Dit jaar komt de productie een derde hoger uit, maar voor 2008 wordt al op ruim 37 miljard liter gerekend. In Europa is de productie – de grote producenten zitten vooral in Duitsland, Spanje en Frankrijk – een stuk lager. Een aantal autoproducenten speelt al in op een doorbraak van bio-ethanol met de productie van zogeheten ‘flexauto’s’. Die kunnen op verschillende mengsels van ethanol en conventionele brandstof rijden. Volvo kwam al met de zogeheten Flexi-Fuel modellen, auto’s die rijden op de alternatieve brandstof E85, een mengsel van 85 procent ethanol en 15 procent benzine. De hebben een 70 tot 80 procent lagere uitstoot van CO2 Figuur 5: Biobrandstof logo dan auto’s die op benzine rijden. Volkswagen, General Motors, Ford en Saab kwamen al eerder met Flexi-Fuel modellen, vooral gericht op de Amerikaanse en Zweedse markt. Precies de landen waar je gemakkelijk bio-ethanol kunt tanken. In Nederland moet deze markt nog helemaal op gang komen. Figuur 6: Saab Flex-Fuel model Bron: http://www.biogas.nl/bioethanol/
  9. 9. ECOreizen 10 Wil een auto op E85 – 85 procent bio-ethanol en 15 procent benzine – kunnen rijden, dan moet de motor enigszins zijn aangepast om tegen de ethanol (alcohol) te kunnen. Dat geldt onder meer voor onderdelen als de carburateur, de brandstofinspuiting en de brandstofslangen. Motoren die op E85 kunnen draaien, kunnen ook zonder mankeren op gewone E85 is nu ook toegestaan benzine lopen. Maar dat wil niet zeggen dat het voor het rijden geen verschil voor bepaalde klassen maakt welke brandstof er in de tank zit. E85 levert een hoger vermogen; een wedstrijdmotoren. vermogen dat zich ook vertaalt in grotere prestaties. Neem bijvoorbeeld de Saab 9-5 2.0t BioPower. Rijdt die op E85, dan stijgt het motorvermogen van 150 naar 180 pk en loopt het koppel op van 240 naar 280 newtonmeter. De topsnelheid gaat omhoog van 210 naar 225 km/h en de tijd nodig om van nul naar honderd te Koppel: het maximaal accelereren zakt van 9,8 naar 8,5 leverbare koppel is een seconden. Dat is leuk, maar bio- kenmerk van de kracht van ethanol heeft ook een minder sterke de motor. Een auto met een kant. De brandstof heeft een lagere motor met een groot koppel energie-inhoud dan benzine. Waar het kan sneller op topsnelheid op neer komt, is dat je tien liter bio- komen. ethanol nodig hebt, om even ver te komen als op zeven liter benzine. Tank je E85, dan moet je vaker naar de pomp. Figuur 7: Volvo Flex-Fuel model Bron: http://www.groenopweg.nl/energiebronnen/55/107/Bio-ethanol-en-techniek Opdracht 3 Maak een korte samenvatting van de artikelen en geef hierin de voor- en nadelen van bio-ethanol aan. 1.3 De contextvraag Jullie besluiten je in te schrijven voor de wedstrijd van ECOREIZEN BV. Contextvragen 1. Hoe organiseer je een duurzame reis? 2. Hoeveel hectares eikenbomen zou je moeten planten om alle CO2 te compenseren die je tijdens je reis hebt uitgestoten? Na inschrijving krijgen jullie van ECOREIZEN BV de reisopdracht toegestuurd waarin alle voorwaarden en eisen van deze wedstrijd beschreven staan. Hieronder staat ede reisopdracht kort samengevat. De uitgebreide beschrijving staat in hoofdstuk 5.
  10. 10. ECOreizen 11 Je gaat in deze module werken in groepjes van drie of vier personen. Kleinere groepjes zijn onhandig omdat tijdens een aantal activiteiten verschillende dingen tegelijkertijd moeten gebeuren. Hoe je het best in groepjes kunt werken staat in de map Studeeraanwijzingen die je bij de deze module krijgt. Nieuw in deze module is dat je mag kiezen in welke volgorde je een aantal van de activiteiten plant. Nodig is wel dat je alle activiteiten uitvoert. Je hoeft slechts op drie continenten een experiment te doen. ECOREIZEN BV reisopdracht De eisen en voorwaarden waaraan jullie inzending moet voldoen staan hieronder kort samengevat. 1. De reis moet duurzaam zijn • Je moet proberen om zoveel mogelijk duurzame brandstoffen te gebruiken. Figuur 8: Organiseer je reis zo 2. Jullie wereldreis uitstippelen milieuvriendelijk als mogelijk is • Je hebt maximaal 30 dagen om rond de wereld te reizen. Je vertrekt uit de plaats waar je school staat en na 30 dagen kom je hier weer terug na een reis rond de gehele aardbol. • Je moet bij de reis rond de wereld 6 werelddelen bezoeken: Europa, Afrika, Azië, Australië, Noord- en Zuid-Amerika. • In elk werelddeel bezoek je in elk geval één grote stad, waar je minimaal 1 dag blijft rondkijken, je blijft dus één extra dag in die stad. Dit betekent een onderbreking van 24 uur tussen aankomst en vertrek. • Je moet minimaal 3 verschillende vervoermiddelen gebruiken. • Je berekent je reis op basis van 1 persoon (ook al zit je daar met zijn drieën of met zijn vieren aan te rekenen)
  11. 11. ECOreizen 12 1.4 Opstellen van deelvragen en het maken van een planning Relevante deelvragen stellen • Als je de opdracht hebt bekeken, wat weet je dan al? • Wanneer is een reis groen en duurzaam? • Welke duurzame brandstoffen kun je gebruiken • ……….. Als je de wedstrijd wilt winnen moet je onderzoek doen en kennis vergaren over een groot aantal onderwerpen. In opdracht 1 ga je met je groep zoveel mogelijk relevante deelvragen bedenken. Deze deelvragen moeten ervoor zorgen dat je een antwoord kan geven op de contextvraag. Opdracht 1 Inventariseer in jullie groep wat je allemaal moet onderzoeken en moet weten om een duurzame reis te kunnen maken en wat je moet weten om de vereiste berekeningen te kunnen maken. Doe dit op de volgende wijze: a. Iedereen schrijft individueel op wat hij/zij zou willen onderzoeken en te weten zou willen komen. b. Als iedereen klaar is geef je jouw papier door aan je buurman/buurvrouw. Deze leest door wat er geschreven staat en vult aan met eigen ideeën. Liefst met een andere kleur pen. c. Dit doe je nog twee keer, zodat je uiteindelijk je eigen blaadje weer terug hebt. d. Als het goed is heeft nu iedereen hetzelfde op papier staan. Maak nu gezamenlijk een lijst met vragen die jullie willen onderzoeken. Deze lijst komt in het groepslogboek te staan. Opdracht 2: Maak nu een planning met je groep. Dit doe je door de verschillende activiteiten door te lezen in paragraaf 1.5 van de inleiding. Activiteit 1 en 2 moeten eerst worden uitgevoerd en dan mogen jullie zelf bepalen hoe jullie activiteit 3 en 4 willen uitvoeren. Deze mag je dus in een willekeurige volgorde doen. Houd daarbij rekening met de onderzoeksvragen die je in opdracht 1 bedacht hebt. Deze onderzoeksvragen moeten allemaal aan bod komen in je onderzoeksplanning. Als er vragen zijn die volgens jullie niet aan de orde komen in de geformuleerde activiteiten, maak dan een plan hoe je deze vragen zou kunnen beantwoorden. Ga nu de activiteiten doorlezen in paragraaf 1.5
  12. 12. ECOreizen 13 Opdracht 3 Kijk in je studiewijzer in welke weken je de experimenten uit moet voeren en de reis moet samenstellen, maak hier een planning voor. Voeg deze experimenten- en reisplanning bij je planning uit opdracht 2. Elk groepje is verplicht om drie van deze experimenten uit te voeren. Een experiment voer je uit in Australië, Zuid-Amerika of Azië en de overige twee experimenten voer je uit in Europa, Noord-Amerika of Afrika. Je moet er wel rekening mee houden dat niet iedereen hetzelfde experiment kan doen. De beschrijving van de experimenten vind je in hoofdstuk 6. Zorg voor een gedegen werkplan als je een experiment gaat doen en laat dat ook door je docent of de TOA goedkeuren. De vragen en berekeningen op de werkbladen bij deze experimenten lever je na het uitvoeren van het experiment in bij de docent. Opdracht 4 Lever je planning in bij de docent. Kijk in de studiewijzer wanneer de planning moet worden ingeleverd. Na inleveren wordt de planning met jullie besproken door je docent. Tot slot Het reisdeel van module 1 wordt afgerond met een presentatie in de vorm van een reisverslag. Na de beoordeling van het reisverslag wordt de prijs uitgereikt. Veel succes en zorg dat je de wedstrijd wint!!! De groep met de route, die om de CO2 uitstoot te compenseren zo weinig mogelijk bomen moet aanplanten, verdient 1 vol bonuspunt bij de presentatie. Figuur 9: de prijs is een bonuspunt 1.5 De activiteiten Lees eerst met je groepje de onderstaande omschrijving door van alle activiteiten die je deze module moet doen en ga dan je planning maken. Activiteit 1 en 2 liggen vast in de studiewijzer, maar activiteit 3 en 4 plan je zelf. Kijk in de studiewijzer hoeveel weken je daar voor hebt. Activiteit 1 De reis moet duurzaam zijn Om een duurzame reis te organiseren moet je eerst weten wat bedoeld wordt met duurzaam. Je gaat daarover kennis verzamelen met behulp van de teksten en de vragen en opdrachten uit de hoofdstukken 2 en 3. Opdracht 1: Het broeikaseffect Bij de wedstrijdopdracht van ECOREIZEN BV is het van belang zo min mogelijk CO2 te produceren. CO2 is een van de grote veroorzakers van het broeikaseffect.
  13. 13. ECOreizen 14 Hoofdstuk 2 gaat over het broeikaseffect. Bestudeer de teksten in hoofdstuk 2, beantwoord de vragen en maak de opdrachten die in de tekst van dit hoofdstuk staan. Bij de teksten horen ook een aantal opgaven. Kijk in je studiewijzer welke opgaven je moet maken en wanneer je deze moet maken. Opdracht 2: Duurzaamheid Voor deze reisopdracht moet je je ook verdiepen in het begrip duurzaamheid. Duurzaamheid is het onderwerp van deze tijd. Maar wat verstaan we onder duurzaamheid en hoe kunnen we duurzaam reizen. Informatie hierover vind je in hoofdstuk 3. Bestudeer de teksten in hoofdstuk 3 en beantwoord de vragen die in de tekst van dit hoofdstuk staan. Bij de teksten horen ook een aantal opgaven. Kijk in je studiewijzer welke opgaven je moet maken. Activiteit 2 In de opdracht voor de reis worden verschillende brandstoffen genoemd. Je moet ook rekenen aan deze brandstoffen en daarvoor zijn een aantal nieuwe begrippen nodig. Je gaat je dan ook in activiteit 2 verdiepen in de nieuwe begrippen. Bestudeer de teksten in hoofdstuk 4 en maak alle opgaven in dit hoofdstuk. Activiteit 3 In deze activiteit gaan jullie de reis uitstippelen en je gaat bepalen welke vervoermiddelen je gaat gebruiken. In hoofdstuk 5 staan de uitgewerkte voorwaarden van de reisorganisatie. Gebruik de genoemde sites en denk aan de rustdagen op de continenten. Bij deze activiteit en bij activiteit 4 doe je niet allemaal hetzelfde. Je moet hier dus gebruik maken van de expertmethode en zorgen dat je tijd reserveert om informatie en kennis in je groepje uit te wisselen. Geef in je planning aan in welke les je hiervoor tijd wil reserveren Activiteit 4 Tot deze activiteit behoren de experimenten die jullie moeten uitvoeren. Deze experimenten vinden jullie in hoofdstuk 6. Voer de door jullie gekozen experimenten uit en maak de bijbehorende vragen op het aangeleverde werkblad. Dit werkblad lever je na de proef in bij de docent.
  14. 14. ECOreizen 15 Activiteit 5 Kijk in je planning welke les je gereserveerd hebt voor het uitwisselen van kennis. Je gaat in die les alle kennis die je verkregen hebt inventariseren en dan met elkaar uitwisselen. Aan het eind van de module moet iedereen hetzelfde weten en begrijpen. • Kijk naar je eigen deelvragen die je in opdracht 1 van paragraaf 1.4 hebt opgesteld. Zijn alle vragen beantwoord? Zo ja, dan kun je nu ook de contextvraag beantwoorden. • Bespreek met elkaar de experimenten en vooral het rekenwerk bij de experimenten. • Bespreek de verschillende berekeningen die gedaan zijn bij het samenstellen van de reis. Activiteit 6 Schrijf met je groepje een reisverslag. Daarin moeten de volgende onderdelen voorkomen: • Een toelichting waarin je uitlegt waarom jullie reis duurzaam is. • Een wereldkaart met daarin getekend jullie reis. • Een tabel waarin jullie: o de gebruikte vervoermiddelen vermelden o de met het vervoermiddel afgelegde afstand o de tijd die jullie met elk vervoermiddel gereisd hebben o de hoeveelheid verbruikte brandstof o de rustdagen • De reactievergelijkingen van de verbrandingen van alle brandstoffen • Het chemisch rekenwerk zoals vermeld in onderdeel 4 van de door ECOREIZEN BV geformuleerde reisopdracht 1.6 Toetsing Voor deze module zijn 3 cijfers te behalen; • een groepscijfer voor de experimenten met een weging 1. Denk eraan dit is een groepscijfer, dat wil zeggen dat ook de experimenten meetellen die je niet zelf gedaan hebt maar die andere leden van je groep hebben gedaan. Je bent gezamenlijk verantwoordelijk voor de experimenten • een groepscijfer voor de uitvoering van de reis met een weging 2. • een individueel cijfer voor de toets over de gehele module met een weging 4
  15. 15. 2. Het Broeikaseffect
  16. 16. ECOreizen 17 “Toenemende smelt van gletsjers kan voor smeltwatertunnels zorgen, die de ijskappen instabiel maken. Ook kan smeltwater als glijmiddel tussen het ijs en het vaste gesteente belanden, waardoor de stroomsnelheid van gletsjers hoger wordt en de afkalving van ijs door de zee toeneemt.” 2.1 De oorzaken van het broeikaseffect De afgelopen 100 jaar steeg de temperatuur op aarde 0,6 graad Celsius. Dat lijkt weinig maar daardoor is bijvoorbeeld de zeespiegel 10 tot 20 centimeter gestegen. Wetenschappers zijn er nog niet over uit hoe dat precies werkt. Misschien is de stijging natuurlijk geweest, maar veel klimaatonderzoekers denken dat het klimaat verandert, doordat we fossiele brandstoffen (aardgas, steenkool en aardolie) gebruiken. Wat is het broeikaseffect? Het broeikaseffect is het opsluiten van hitte in de atmosfeer. De hitte wordt opgesloten door broeikasgassen; met name koolstofdioxide (CO2), methaan (CH4) en de damp van water (H2O). Deze gassen vormen rondom onze planeet een soort "deken". Zonder deze deken zou er geen leven op aarde mogelijk zijn. Het beschermt ons onder andere tegen de kou van het heelal. Zonder de broeikasgassen zou het ongeveer -18°C zijn, nu is het gemiddeld 15 graden op aarde. Op Venus zijn er te veel broeikasgassen, daardoor is er geen leven mogelijk. Bij Mars is de atmosfeer te dun en zijn er vrijwel geen broeikasgassen en daardoor is er ook geen leven mogelijk. Figuur 1: atmosfeer van verschillende planeten
  17. 17. ECOreizen 18 De stralen van de zon gaan door verschillende atmosfeerlagen om uiteindelijk het aardoppervlak te bereiken. Een deel van die zonnestraling wordt weerkaatst, een ander deel wordt geabsorbeerd waardoor de aarde opwarmt. Een deel van die geabsorbeerde warmte wordt later terug afgestaan aan de atmosfeer als infraroodstraling. Dit gebeurd met name 's nachts. Normaal gesproken is er een evenwicht in de hitte die overdag door de zon naar de aarde wordt gebracht en de hitte die 's nachts terug de ruimte in wordt gestraald. Maar bij het terug stralen van de hitte wordt een gedeelte tegengehouden door de broeikasgassen. Hoe dikker de deken van broeikasgassen, hoe minder infraroodstraling uit de laagste atmosfeerlaag, de troposfeer, kan verdwijnen. De hitte zit dus opgesloten. Het plaatje hieronder illustreert dit. Vragen 1. Wat verstaan we precies onder het broeikaseffect? 2. Leg uit waarom de warmte wordt vastgehouden? Figuur 2: het broeikaseffect Toename broeikasgassen De mensen voegen koolstofdioxide aan de atmosfeer toe wanneer zij iets verbranden waar koolstof in zit. En dat zit bijna overal in. Het verbrandingsproces voegt niet alleen CO2 toe aan de atmosfeer, maar produceert ook hitte, die voor een gedeelte niet uit de atmosfeer kan, omdat het wordt tegengehouden door de deken van broeikasgassen.
  18. 18. ECOreizen 19 Precies het omgekeerde van het proces van de verbranding is de fotosynthese (foto = licht; synthese = aanmaak). Dit betekent dat groene planten en algen zonlicht gebruiken als energiebron om water en koolstofdioxide om te zetten in glucose en zuurstof. Het water nemen planten op uit de bodem met hun wortels. De koolstofdioxide en zuurstof worden via huidmondjes in het blad met de lucht uitgewisseld. En de glucose wordtin de plant omgezet in cellulose. Deze stof zorgt voor de groei van de plant. Wordt de plant vervolgens gegeten door mensen of dieren, dan komt bij de verbranding met zuurstof van de plantendelen de opgeslagen energie weer vrij, wordt de kooldioxide weer uitgeademd en is de kringloop rond. Hoe meer planten en bomen er zijn, hoe meer koolstofdioxide in de natuur zit opgesloten en hoe minder er in de atmosfeer zit. Door de verwarming van je huis, de productie van elektriciteit en het rijden met auto's wordt de deken van broeikasgassen steeds dikker. Hierdoor kan er minder warmte het heelal in ontsnappen en neemt de opwarming van de aarde dus toe. Vragen 3. Schets de kringloop van kooldioxide zoals hierboven beschreven. Figuur 3: cartoon smelten ijskappen 4. Noem drie oorzaken van de toename van broeikasgassen? Natuurlijk en versterkt broeikaseffect Er wordt onderscheid gemaakt tussen het natuurlijk broeikaseffect en het versterkt broeikaseffect. Zoals hiervoor beschreven zijn er gassen in de atmosfeer die er voor zorgen dat warmte op aarde vastgehouden wordt. Dit effect, het natuurlijk broeikaseffect, is vernoemd naar de kassen die tuinders gebruiken voor het verbouwen van groente, bloemen en planten. De gassen in de atmosfeer hebben dezelfde werking als de glazen of plastic overkapping op broeikassen; namelijk de warmte tegenhouden en zo de temperatuur in de broeikas op laten lopen of de temperatuur constant houden. Het versterkte broeikaseffect wordt in tegenstelling tot het natuurlijk broeikaseffect door de mens veroorzaakt. Dit doet de mens door verschillende gassen uit te stoten, die meer warmte op de aarde vasthouden. De grootste oorzaak daarvan is de industriële revolutie en de enorme toename van het verkeer. Door het gebruik van fossiele Figuur 4: Gevolgen van het brandstoffen is de hoeveelheid koolstofdioxide in de atmosfeer sterk smelten van de ijskappen. toegenomen. Daarnaast vermindert de mens de natuurlijke mogelijkheden om koolstofdioxide op te sluiten in de natuur; door het kappen van bossen komt de CO2 vrij die door de natuur was opgeslagen.
  19. 19. ECOreizen 20 Figuur 5: schematisch overzicht van wereldklimaatsysteem De afgelopen 100 jaar is het klimaat op aarde 0,6 graad Celsius warmer geworden. Dat lijkt weinig maar zelfs een kleine stijging van de gemiddelde temperatuur wereldwijd kan al problemen geven voor mensen, dieren en planten. Bovendien is een veel grotere toename in temperatuur voorspeld voor deze eeuw. Figuur 7: In verband met het stijgen van de zeespiegel een nieuw schoenontwerp voor deze zomer. Figuur 6:Waargenomen temperatuurstijging tussen 1880 en 2005 (Bron: NASA) Een extra gevaar voor het broeikaseffect bij een opwarmende aarde is, dat er op dit moment op de bodem van de oceanen en onder de permanent bevroren bodem in Canada en Rusland (dit wordt permafrost genoemd) aardlagen aanwezig zijn, waarin veel methaan (CH4) ligt opgeslagen. De uitstraling hiervan wordt tegengehouden door de permafrost. Deze zogenaamde gashydraten zouden vrijkomen als de bodem niet meer permanent bevroren is en zo zou het broeikasgas CH4 in grotere hoeveelheid in de atmosfeer komen. Vragen 5. Leg duidelijk uit wat het verschil is tussen het natuurlijke en het versterkt broeikaseffect? Opdracht 1 Bekijk de animatie over het broeikaseffect op de volgende site: http://www.my-nrg.nl/mynrg/jsp/MyWorld/broeikas.swf
  20. 20. ECOreizen 21 2.2 De gevolgen van het broeikaseffect Wetenschappers denken dat de gemiddelde temperatuur op aarde deze eeuw zal stijgen met 1,4 tot 6,4 graden Celsius. Zo’n snelle toename is de afgelopen 10.000 jaar niet voorgekomen. De grote marge in de voor- spellingen komt doordat de klimaatmodellen niet perfect zijn en omdat er gerekend is met verschillende emissiescenario's. Het is tenslotte niet bekend welke hoeveelheid broeikasgassen in de toekomst uitgestoten zal gaan worden. De opwarming van de aarde zal boven het land sneller gaan dan Figuur 8: uitdroging van boven de oceanen. Daarnaast zal de stijging het grootst zijn op hogere gebieden breedtegraden in de winter. Als het klimaat verandert, zal dat voor de mensen, dieren en planten grote gevolgen hebben. Problemen door droogte In ons land zullen veel mensen het fijn vinden als het wat warmer wordt. Het brengt echter aardig wat problemen met zich mee. Sommige gewassen groeien minder goed door een tekort aan water. De kans op mislukte oogsten neemt daardoor toe. Er zijn verschillende gewassen die slecht tegen hitte kunnen. Andere gewassen zullen juist meer kans hebben om te groeien in ons land. Zo is men laatst begonnen met het planten van olijfbomen in Nederland. Klimaatverandering gaat dus gepaard met verschuiving van klimaatzones. Sommige planten en dieren kunnen zich hieraan niet snel genoeg aanpassen en worden met uitsterven bedreigd. Daarnaast neemt de Figuur 9: het ontstaan en verder kans op bosbranden toe. Met name in Portugal, Spanje en Griekenland heeft uitbreiden van woestijnen men daar de laatste jaren veel meer last van gekregen. Ook zullen woestijngebieden groter worden. Problemen door water Een belangrijk gevolg van het broeikaseffect is de stijging van de zeespiegel. Dit komt doordat water uitzet als het warmer wordt. Daarnaast wordt de stijging veroorzaakt door het smelten van gletsjers en poolijs. Gletsjers zijn grote platen ijs op het land. In de Alpen is duidelijk te zien dat de gletsjers smelten. Het smeltwater gaat via rivieren naar zee. De oceanen worden dus groter. Over de hele wereld genomen is de zeespiegel in de afgelopen 100 jaar 10 tot 15 centimeter gestegen. Voorspellingen over de komende 100 jaar verschillen sterk, maar liggen tussen de 30 en de 90 centimeter extra. Hierdoor kan zout zeewater op plekken komen waar het schade aan planten en dieren kan veroorzaken. Figuur 10: smelten van poolijs Ook kan het problemen geven voor het drinkwater in kustgebieden. Daarnaast maakt het hoge water de kust kwetsbaarder voor overstromingen. Het gaat miljarden euro's kosten om de kusten met bijvoorbeeld dijken te versterken. Ook in de oceanen zelf levert het broeikaseffect problemen op. Diverse diersoorten en ook koraal komt in de problemen doordat zeewater te warm wordt. En doordat de polen kleiner worden, wordt het leefgebied van diersoorten zoals ijsberen en pinguïns kleiner.
  21. 21. ECOreizen ECOre 22 Vraag Vra 6. Noem minstens twee oorzaken, van de stijging van de zeespiegel? Figuur 11: dijkdoorbraak in Nederland Figuur 12 gevolgen stijging waterspiegel 12: Volksgezondheid Klimaatverandering is zeker van invloed op de gezondheid van de mensen. Vooral oudere mensen kunnen slecht tegen hitte. Naar schatting sterven er alleen in Europa nu al tienduizenden mensen per jaar extra door de hitte (door uitdroging). Ook kunnen ziektes zoals malaria voorkomen in gebieden uitdroging). waar dat nu niet het geval is. Vooral in arme landen is het broeikaseffect een groot probleem voor de volksgezondheid. Zij hebben geen geld om water uit andere gebieden te halen, waardoor de tekorten aan drinkwater tekorten verder toenemen en het nog moeilijker wordt om voedsel te verbouwen. Vraag 7. Noem nog minstens 5 gevolgen van het broeikaseffect als je kijkt naar de oceanen, naar de hoeveelheid neerslag en naar de volksgezondheid 2.3 De Oplossingen Als we het versterkte broeikaseffect succesvol willen bestrijden ls moeten er nu maatregelen genomen worden. De uitstoot van CO2 bij de opwekking en verbruik van energie kan gemakkelijk worden verminderd. Maar het heeft alleen zin als het op grote schaal toegepast toegepast wordt. Het broeikaseffect bedreigt alle mensen op de wereld. Daarom moet er samen worden gekeken hoe het
  22. 22. ECOreizen 23 broeikaseffect het beste opgelost kan worden. We bespreken hieronder een aantal maatregelen die wereldwijd genomen kunnen worden en een aantal nieuwe ideeën. Internationale maatregelen: Het Kyoto-protocol Regeringen kunnen maatregelen nemen. In 1997 was er in Kyoto een klimaatbijeenkomst. De industrielanden hebben daar een verdrag gesloten, het Kyoto-protocol. Met het verdrag zijn industrielanden overeengekomen om de uitstoot van broeikasgassen in 2008-2012 met gemiddeld 5% te verminderen ten opzichte van het niveau in 1990. De reductiepercentages verschillen van land tot land, afhankelijk van de economische kracht. Economisch zwakkere landen kregen lagere reductiepercentages. Beperking van de uitstoot van broeikasgassen kan op verschillende manieren bereikt worden. Een van de mogelijke maatregelen is het gebruiken van alternatieve energie, zoals bijvoorbeeld kernenergie. Hier zitten echter weer andere nadelen aan. Greenpeace is een sterk tegenstander van nucleaire energie, omdat er grote gevaren voor het milieu aan zitten. Daarnaast ontstaat er nucleair (radioactief) afval, dat de mens voor duizenden jaren op zal moeten slaan. Er komt echter geen CO2 vrij bij de opwekking van deze energie en is dus een oplossing voor het broeikaseffect. Maar de mens kan ook duurzame energie gebruiken. Dit ontstaat uit natuurlijke dingen zoals bijv. de wind en de zon. Hierbij ontstaan helemaal geen schadelijke bijproducten. Maar het zal nog een tijd duren voordat deze vormen van energie opwekking zover zijn ontwikkeld dat fossiele brandstoffen overbodig zijn. Windenergie kan bijvoorbeeld alleen in windrijke gebieden worden opgewekt, niet midden in de stad. Daarnaast moeten we de natuur meer ruimte geven. Bomen en planten zetten koolstofdioxide om in zuurstof. Veel mensen verzetten zich daarom tegen het kappen van bomen. Zij willen verdragen waarin staat dat voor elke gekapte boom er ook weer één geplant moet worden. Dagelijks worden Figuur 13: voorbeelden van echter hectares regenwoud gekapt. duurzame energie, een windmolenparken en Vraag zonnepanelen 8. Noem 5 maatregelen die volgens het Kyoto-protocol genomen moeten worden om het versterkt broeikaseffect tegen te gaan. Opslag van CO2 Nederland moet in 2012 een afname van de CO2 uitstoot gerealiseerd hebben van 6% vergeleken met de uitstoot in 1990. Behalve door het inzetten van duurzame energie en door het tegengaan van energieverlies, probeert men dat ook te realiseren door het afvangen van koolstofdioxide bij energieproductie gevolgd door ondergrondse opslag.
  23. 23. ECOreizen 24 Opslagmogelijkheden CO2 kan in verschillende ondergronden, poreuze lagen, worden geïnjecteerd. De ondergrond is bepalend voor de eindtoestand van het geïnjecteerde gas en daardoor voor de risico’s die aan de opslag zijn verbonden. Op dit moment is opslag mogelijk in lege gasvelden, in aquifers (grondwaterdoorlatende lagen), olievelden en steenkool. Injectie in gasvelden en olievelden Koolstofdioxide kan geïnjecteerd worden in gasvelden en olievelden die economisch niet meer interessant zijn voor de gaswinning. Injectie in diepe aquifers Diepgelegen watervoerende lagen bevatten zout water en komen daardoor meestal niet voor de waterwinning in aanmerking. Als zij aan de bovenkant en van opzij door een ondoorlatende laag worden afgesloten, zijn zij wel Figuur 14: vergelijking van de verschillende geschikt voor CO2 opslag. opslagmogelijkheden Injectie in steenkool Injectie in steenkool is een nieuwe techniek. CO2 wordt in de steenkoollaag geïnjecteerd en hecht zich daarbij aan de steenkool. Het is dan niet meer in de gasvorm, waardoor een afsluitende toplaag om weglekken van het gas te voorkomen niet nodig is. Figuur 15: opslag in de ondergrond CO2 voor kassen Koolstofdioxide dat wordt afgevangen uit verbrandingsgassen kan gebruikt worden om kassen te bemesten. In de tuinbouw is het van belang dat er zuiver CO2 in de lucht zit. Dit bevordert de plantengroei door de fotosynthese efficiënter te laten verlopen. Bij de fotosynthese wordt CO2 en water omgezet in glucose.
  24. 24. ECOreizen 25 Figuur 16: CO2 voor paprikateelt in de kassen Opdracht 2 Er is onlangs veel publiciteit geweest over opslag van CO2 onder de gemeente Barendrecht. Zoek een artikel op internet over deze opslag en beantwoord de volgende vragen; a. Leg aan de hand van een illustratie uit over welke vorm van opslag het gaat in Barendrecht? b. Noem drie argumenten voor en drie argumenten tegen opslag onder Barendrecht. Vraag 9. Geef de reactievergelijking van de fotosynthese, waarbij CO2 en water worden omgezet in glucose en nog een andere stof. Alternatieve ideeën • Kunstmatige bomen. CO2 weer uit de lucht halen zou een mogelijkheid zijn om het broeikaseffect te verminderen. Een professor uit New York denkt echter een manier te hebben gevonden om het huidige bovenmatige gebruik van fossiele brandstoffen aan te pakken. Hij heeft een synthetische boom ontworpen, een machine die de functie van natuurlijke bomen nabootst. Via bladeren waar lucht overheen stoomt, wil hij koolstofdioxide (CO2) uit de lucht trekken. Vervolgens zou de CO2 Figuur 17: kunstmatige bomen die op deze wijze uit de atmosfeer verwijderd wordt, diep onder de grond opgeslagen kunnen worden. Hier zou het voor goed op een veilige manier kunnen blijven. • Wolkenmakers. Er is een professor die een jacht heeft ontworpen, die fijne deeltjes zeewater de wolken in pompt. Hierdoor worden de wolken dikker en worden meer zonnestralen terug de ruimte in geketst. De schepen die de professor heeft bedacht, zijn onbemand en worden door de wind aangedreven. Zij produceren razendsnel een nevel van het zeewater. De schepen zijn van afstand bestuurbaar, waardoor ze naar die plaatsen gestuurd kunnen worden, waar het effect het grootste is. Dit zou een manier kunnen zijn om het broeikaseffect tegen te gaan. Figuur 18: wolkenmakers • Verhoging CO2 absorptie door fytoplankton in de oceanen. Onze oceanen zitten vol met fytoplankton. Dit is plantaardige plankton; miljoenen zeer kleine planten in de zee. Zij zijn essentieel voor het ecosysteem in de zee, omdat zij daar het begin van voedselketen
  25. 25. ECOreizen ECOre 26 vormen. Het fytoplankton is niet zichtbaar met het blote oog, maar wel vanuit de ruimte. Net zoals bomen, maken zij gebruik van fotosynthese. Zij houden zichzelf in leven door zonlicht en door CO2 uit het water te halen. Daarbij laten zij zuurstof achter. Wanneer ze dood gaan, zinken zij naar de bodem van de zee en nemen ze het koolstof met hen mee. Er zijn echter gebieden waar weinig of geen fytoplankton is. Een r geleerde is daarom op het idee gekomen om ureum (één van de Figuur 19: fytoplankton componenten van urine) toe te voegen aan oceaangebieden met een gebrek aan fytoplankton. Ureum is een stikstofrijke meststof die planten helpt groeien. Het toevoegen van deze stof in de delen van de zee evoegen zonder fytoplankton, zal deze gebieden veranderen in een fytoplankton rijk gebied. Daardoor zal er meer CO2 uit de lucht gehaald worden en dus kan het meehelpen het broeikaseffect te bestrijden. Opdracht 3 Hieronder staat een huis waar al een aantal maatrege ronder maatregelen genomen zijn om het energie energieverbruik en dus indirect de CO2 uitstoot te beperken. Bekijk dit huis kritisch en bedenk dan een aantal maatregelen om het huis zo aan te passen dat het volgens jou zo min mogelijk energie gebruikt. mogelijk
  26. 26. ECOreizen 27 Wat je nu moet weten • Wat we onder het broeikaseffect verstaan. • De oorzaken van het broeikaseffect. • Natuurlijk en versterkt broeikaseffect • De gevolgen van het broeikaseffect. • Problemen door droogte en water. • Effecten op de volksgezondheid. • De oplossingen voor het broeikaseffect. • Opslag van CO2. • Alternatieven om CO2 te verwijderen.
  27. 27. 3. Duurzaamheid
  28. 28. ECOreizen 29 “Duurzaam ondernemen. Draagt jouw product, en de manier waarop het geproduceerd wordt, ertoe bij dat de wereld ook voor latere generaties een leefbare wereld is?” 3.1 Begrip “Duurzaam” We kennen allemaal het woord “duurzaam” wel, maar wat wordt daar nu precies onder verstaan. In 1987 verscheen het rapport “Our common future” van de World Commission on Environment and Development van de Verenigde Naties, waarin duurzame ontwikkeling centraal stond. Dit rapport staat ook wel bekend als het Brundtland-rapport, naar Gro Harlem Brundtland, de toenmalige voorzitster van de commissie. Veel publicaties gebruiken de volgende definitie uit het Brundtland-rapport: ‘een ontwikkeling waarin tegemoet gekomen kan worden aan de behoeften van huidige generaties zonder de mogelijkheden weg te nemen dat toekomstige generaties in hun behoeften kunnen voorzien’. Bij duurzame ontwikkeling wordt gestreefd naar een evenwichtige ontwikkeling die: 1) economisch haalbaar is, 2) goed is voor het milieu (ecologie) en 3) goed is voor de mens (sociaal/cultureel). “Duurzame chemie” Definitie duurzame chemie: Duurzame chemie is de invulling van duurzame ontwikkeling op het gebied van de chemie. Chemie is zowel een wetenschappelijke discipline als een belangrijke economische bedrijfstak. Primair is duurzame chemie gericht op de duurzame ontwikkeling van de chemie als bedrijfstak. De chemie als wetenschappelijke discipline zal echter de mogelijkheden moeten aanreiken om deze duurzame ontwikkeling mogelijk te maken. Duurzame chemie Figuur 1: Duurzame chemie houdt in dat er bij het wetenschappelijke onderzoek en alle industriële betekent onder andere activiteiten gekeken wordt hoe nadelige invloeden op mens en omgeving schonere processen en geminimaliseerd kunnen worden. verlaging van energie- en grondstofverbruik Chemische processen moeten schoner worden, minder energie en grondstof gebruiken en zuiverdere en minder gevaarlijke stoffen op leveren. Op basis hiervan zijn er 12 principes opgesteld voor duurzaam produceren, die hieronder staan weergegeven: 1. Werk preventief: het is beter afval te voorkomen dan te verwerken 2. Atoomeconomisch produceren: er moeten productiemethoden ontwikkeld worden, waarbij zo veel mogelijk van de beginstoffen in het eindproduct verwerkt zijn
  29. 29. ECOreizen 30 3. Maak gebruik van minder gevaarlijke chemische productie methoden: ontwerp productiemethoden die zo weinig mogelijk schade toebrengen aan mens en milieu 4. Ontwikkel veiligere chemische stoffen: de effectiviteit van een stof moet behouden blijven terwijl de toxiciteit moet dalen 5. Maak gebruik van veiliger oplosmiddelen: vermijd zo veel mogelijk het gebruik van oplosmiddelen en als deze toch noodzakelijk zijn gebruik dan oplosmiddelen die niet schadelijk zijn voor het milieu E-mail en internet zijn zo 6. Ontwerp de productieprocessen energie-efficiënt: dat wil zeggen vanzelfsprekend dat je bijna gebruik zo min mogelijk energie, probeer processen uit te voeren bij vergeet wat voor relatief lage temperaturen en lage druk. Probeer energie die vrijkomt te energievretende infrastructuur erachter zit. Sommigen hergebruiken in het proces. beweren dat het 7. Gebruik hernieuwbare grondstoffen (dus grondstoffen die via recycling energieverbruik door het teruggewonnen worden) wereldwijde dataverkeer 300 8. Kies reactieroutes met zo weinig mogelijk stappen: veel stappen in een miljoen ton CO2 uitstoot reactie betekent ook veel reagerende stoffen en ook meer vervuiling veroorzaakt. Sinds Google de 9. Gebruik katalysatoren: reacties waarbij gebruik wordt gemaakt van een videosite Youtube heeft aangeschaft kreunen ze onder katalysator verlopen efficiënter dan niet gekatalyseerde reacties de maandelijkse energiere- 10. Ontwikkel chemische producten zodanig dat deze na gebruik niet in het kening. milieu blijven maar afgebroken worden tot onschadelijke producten Computer en internetbedrijven 11. Ontwerp nieuwe analysemethoden die tijdens het productie proces zijn daarom begonnen met controleren of er schadelijke bijproducten ontstaan, zodat tijdig Green Touch, een ingegrepen kan worden in het proces onderzoeksinitiatief om het energieverbruik van het 12. Ontwerp veilige chemische processen zodat het risico van ongevallen internet met 99,5 % te zoals explosies, brand en uitstoot van schadelijke stoffen zo klein reduceren in het jaar 2015. mogelijk wordt Bron: C2W mei 2010 In 2002 vond de Wereldtop voor duurzame ontwikkeling plaats in Johannesburg, Zuid-Afrika. Er werd in dezelfde tijd een schaduwconferentie gehouden in Zuid-Afrika en onderstaande spotprent geeft wel aan dat nog niet iedereen de toekomst op het gebied van duurzame ontwikkeling met vertrouwen tegemoet ziet. Figuur 2: Cartoon van Zapiro (Mail & Guardian) Internetbron: http://www.kennislink.nl/web/show?id=119643&showframe=content&venster id=811&prev=119641
  30. 30. ECOreizen 31 Een voorbeeld van duurzaamheid Trein schoon en duurzaam De trein is in vergelijking met de meeste andere vervoermiddelen schoon en duurzaam. Dit betreft bijvoorbeeld het geringe beslag van treinvervoer op de ruimte (voor sporen, wegen en parkeer- plaatsen), de minimale uitstoot van fijnstof en de relatief geringe uitstoot van het broeikasgas CO2. Gezien de problematiek van luchtvervuiling in en rondom de grote steden en de ernst van de klimaat- problematiek zijn dit belangrijke aspecten. Werken aan een duurzame NS Het milieubeleid van de NS is er op gericht de trein nog milieuvriendelijker te maken. De nadruk ligt daarbij op het verbeteren van energie-efficiency en het (verder) Figuur 3: NS duurzaam Figuur 4: Voor de totale Bron: http://www.ns.nl → hoeveelheid elektriciteit die terugdringen van de uitstoot van CO2. De duurzaamheid en NS wordt gebruikt om de treinen te NS werkt nu al 16% energie-efficiënter dan laten rijden , maken de in 1997. Ons doel is om in 2010 20% Nederlandse Spoorwegen voor energie-efficiënter te werken ten opzichte meer dan 10 procent gebruik van 1997. van groene stroom De NS schaft daarvoor energiezuinige treinen aan. Ook worden Vragen bestaande treinen zo aangepast 1. Welke maatregelen ten aanzien van duurzaamheid heeft de NS dat ze remenergie kunnen getroffen? terugleveren aan het bovenleidingnet. Die energie 2. Met welk van de criteria voor duurzaamheid (zie paragraaf 3.1) heeft de kunnen treinen in de directe NS iets gedaan? omgeving dan weer gebruiken 3. Probeer ook voor auto’s een aantal maatregelen te formuleren waarbij je gebruik maakt van de criteria voor duurzaamheid? Geef aan welke criteria je gebruikt. 4. Idem voor vliegtuigen en boten?
  31. 31. ECOreizen 32 3.2 Voorbeelden van duurzame ontwikkelingen De ontbossing van vooral het tropisch regenwoud in Zuid-Amerika is een ramp voor mens en natuur. 90 Procent van alle plant- en diersoorten komen voor in het tropisch regenwoud. Veel planten zijn nog onbekend en zijn mogelijk van groot belang voor de ontwikkeling van nieuwe medicijnen of gewassen. Bossen zuiveren de lucht en zetten het broeikasgas CO2 om in zuurstof. Bovendien houden ze water en bodem vast. Ongebreidelde houtkap leidt daardoor vaak tot erosie, aardverschuivingen en verwoestijning. Daarnaast wonen wereldwijd miljoenen mensen in bossen en zijn zij voor hun voedsel en andere producten van die bossen afhankelijk. De laatste 30 jaar is het tropisch regenwoud wereldwijd met 25 procent afgenomen. Per jaar gaat 12,3 miljoen hectare bos verloren. Dit is gelijk aan drie keer de oppervlakte van Nederland. Verwacht wordt dat over in 2020 60% van het tropisch regenwoud in het Amazonegebied verdwenen zal zijn. De ontbossing wordt vooral veroorzaakt door landbouw en de handel in tropisch hout. Veel hout wordt bovendien illegaal gekapt en verhandeld. Daardoor lopen de landen waar het hout wordt gekapt niet alleen veel Figuur 5: Zuid-Amerika inkomsten mis, ze worden ook geconfronteerd met de milieugevolgen, waaronder erosie, verwoestijning en watervervuiling. Opdracht 1 SarVision uit Wageningen heeft een programma ontwikkeld waarmee de wereldwijde ontbossing gevolgd kan worden. Ga naar onderstaande website http://www.sarvision.nl/index.php?page=regional-monitoring-systems en klik de ontbossingslink aan. Bekijk de ontbossing van Sumatra in de jaren 1998 tot en met 2007. Maak een schatting van het percentage bos dat verdwenen is. Duurzaam hout is hout dat op een verantwoorde manier geproduceerd is. Bij de productie van duurzaam hout wordt rekening gehouden met: • het milieu Dat betekent onder meer: niet meer bomen kappen, dan het bos aankan. Nieuwe bomen aanplanten (herbebossing). Andere bomen en struiken zo min mogelijk beschadigen. • de economie Dat betekent onder meer, dat een eerlijk deel van de opbrengsten uit het bos ten goede komt aan de lokale economie en het in stand houden van het bos. De lokale bevolking en inheemse volken moeten een Figuur 6: logo fsc eerlijke kans hebben op werk in het bos. • de sociale omstandigheden Dat betekent onder meer: dat rekening gehouden wordt met de levenswijze en rechten van inheems volken die in het bos leven of ervan leven.
  32. 32. ECOreizen 33 Je kunt duurzaam hout herkennen aan een speciaal certificaat. Er zijn diverse internationale certificaten in gebruik. De bekendste zijn: FSC (Forest Stewardship Council) en PEFC (Programma voor de Erkenning van Bos Certificeringssystemen). Als je deze afkortingen ziet staan op het hout dat je koopt weet je zeker dat het duurzaam hout is. Vraag 5. Noem minstens 10 punten waar, bij de productie van duurzaam hout, rekening mee gehouden moet worden. Duurzaam consumeren Duurzaam consumeren is consumeren zonder dat het milieu daar ernstige schade van ondervindt en zonder dat mensen er onder lijden. Dat betekent dat je als consument rekening houdt met de manier waarop producten die je koopt tot stand zijn gekomen. Kortom, je houdt rekening met mensen, leefmilieu en economie (ook wel aangeduid als de 3 P's: people, planet en Figuur 7: Nikes, geproduceerd profit). met kinderarbeid? Duurzaam consumeren betekent bijvoorbeeld dat je geen tapijten of gympen koopt die met kinderarbeid zijn geproduceerd en bijvoorbeeld koffie drinkt waarvoor de koffieboer in de Derde Wereld een rechtvaardige prijs ontvangt. Of dat je make-up gebruikt die niet op dieren is getest en dat je geen bont draagt. Het betekent ook dat je alleen hout gebruikt uit duurzaam beheerde bossen en dat je gft, glas en bijvoorbeeld papier gescheiden inlevert en energie bespaart. Milieubewust leven is vaak makkelijker dan je denkt. En milieuvriendelijke producten zijn vaak niet eens duurder dan 'gewone' producten. Door ze te kopen help je het milieu, maar het heeft ook voordelen voor jezelf Vraag 6. Noem een aantal maatregelen die jij kunt nemen om duurzamer te consumeren Cradle to cradle (C2C) Een nieuwe visie op duurzaam ontwerpen In 2002 verscheen het boek “Remaking the Way We Make Things” van William McDonough en Michael Braungart met een nieuwe visie op duurzaam ontwerpen. De huidige methoden voor duurzame productontwikkeling, zoals o.a. een levenscyclusanalyse (LCA), richten zich op het beperken van de schadelijkheid van het product. Het product wordt hier gezien als de keten van ontstaan (winning van grondstoffen, productie), gebruik (energieverbruik en verbruik van hulpstoffen zoals waspoeder en benzine) en afdanking (hergebruik en stort). De visie van Cradle to Cradle Figuur 8: omslag van het boek wordt behandeld in de module ECObrandstoffen”. Een voorbeeld van cradle to cradle Het originele Engelstalige boek Cradle to Cradle is niet van papier maar van een recyclebare kunststof, deze kan na een eenvoudig proces opnieuw als glossy, helderwit papier worden gebruikt. In warm water lost de inkt op,
  33. 33. ECOreizen 34 zodat er schoon kunststof achterblijft. Ook de inkt kan opnieuw als inkt dienstdoen. Duurzame energie Duurzame energie is energie die opgewekt wordt uit bronnen waarbij weinig tot geen schadelijke milieu effecten optreden tijdens het opwekken. Deze bronnen raken nooit op en zijn dus onuitputtelijk. Voorbeelden zijn: zon, water, wind, biomassa en aardwarmte. Wat valt er onder duurzame energie? Figuur 9: Cartoon Er zijn drie belangrijke processen die zorgen voor allerlei duurzame bronnen op aarde: 1 Zwaartekracht (bijv. getijden energie) 2 Kernfusie in de zon (bijvoorbeeld zonne-energie) 3 Radioactief verval in de aardkorst ( bijvoorbeeld aardwarmte) Deze processen spelen zich af over miljoenen jaren en voor de mens zijn ze onuitputtelijk. Verschillende vormen van duurzame bronnen zijn: • getijdenwerking • verdamping/ neerslag • wind • golven • smelten van ijs • oceaanstromingen • biomassaproductie (groei bomen en planten) • aardwarmte (geothermische energie) Uit deze duurzame bronnen ontstaat duurzame energie. Bij het gebruik van duurzame energie komen er geen schadelijk stoffen vrij en deze duurzame energie bronnen raken nooit op. (Een uitzondering is biomassa, omdat bij deze verbranding wel schadelijke stoffen kunnen vrijkomen) Vragen 7. Wat is het verschil tussen fossiele brandstoffen en duurzame brandstoffen? 8. Wat wordt er precies verstaan onder duurzame energie? Wat je nu moet weten • Het begrip “Duurzaam” omschrijven. • Voorbeelden van duurzame ontwikkelingen geven. • Duurzaam hout • Duurzaam consumeren • Duurzame energie
  34. 34. ECOreizen 35 Informatie 1 Aardwarmte Diep in de aardbol lopen temperaturen op tot duizenden graden. Dat is een flinke voorraad energie, maar nog te duur om grootschalig gebruik van te maken. Warmte uit de bodem door zonlicht, gebruiken we al wel. Het binnenste van de aarde heeft een zeer hoge temperatuur. Een deel van die aardwarmte verwarmt via de buitenste aardlagen het grondwater. In Nederland is het grondwater op een diepte van 500 meter warm genoeg om in te zetten als verwarming. Kostbare energie Op dit moment maken energieproducenten nauwelijks gebruik van aardwarmte. Door variaties in de bodem zijn namelijk eerst dure proefboringen nodig om de technische haalbaarheid van aardwarmtewinning te bepalen. En ook de aanleg van het systeem zelf is duur. Aardwarmtewinning vergt een investering die tien keer hoger ligt dan de kosten voor een systeem voor energiewinning uit fossiele brandstoffen. Een vorm van aardwarmte die wel in Nederland wordt gebruikt is zonnewarmte die in de bodem is gedrongen. Met een Figuur 10: Aardwarmtecentrale bodemwarmtewisselaar en een warmtepomp kan deze warmte gebruikt worden voor ruimteverwarming. Een bodemwarmtewisselaar is een gesloten buizensysteem dat tot 100 meter diep de bodem in gaat. Door de buizen wordt een vloeistof gepompt, die opwarmt in de bodem. Zelfs bij een klein temperatuurverschil tussen bodem en vloeistof kan een warmtepomp deze warmte voldoende verhogen en geschikt maken voor ruimteverwarming. In het buitenland is de situatie vaak gunstiger; met name in vulkanische gebieden, waar de aardwarmte zich dicht onder het oppervlak bevindt, is een groot aantal geothermische projecten uitgevoerd. Het bekendst is waarschijnlijk IJsland, waar ruim tachtig procent van de warmtevraag wordt geleverd door aardwarmte. Bron: http://www.milieucentraal.nl/pagina?onderwerp=Aardwarmte
  35. 35. ECOreizen 36 Informatie 2 Eb en vloed: getijdencentrales In Nederland Is het verschil tussen eb en vloed maar een paar meter. Maar aan de Engelse en Franse kust kunnen deze verschillen wel oplopen tot 10 meter. Eb en vloed zijn getijden, vandaar dat de centrales om energie uit eb en vloed te halen ook getijdencentrales heten. Zulke centrales werken als volgt. Als het vloed wordt dan stroomt het water door buizen heen naar een reservoir achter de centrale. In deze buizen zitten turbines die door het stromende water worden geactiveerd. De Figuur 11: getijden turbines zetten generatoren aan die stroom leveren. Wanneer het weer eb wordt stroom het water de andere kant op en hetzelfde wordt weer herhaald. De turbines zijn zo gebouwd dat ze altijd draaien of het water nou de ene of de andere kant op stroomt. In Nederland zijn zulke centrales niet geschikt, omdat het verschil tussen eb en vloed te laag is. Ook zou de scheepvaart onmogelijk worden. Informatie 3 Kernfusie als energiebron Eén van de belangrijkste voordelen van fusie-energie is dat de brandstof zo goed als onuitputtelijk is, goedkoop, en voor iedereen toegankelijk. Bovendien is er maar zeer weinig brandstof nodig: om een elektriciteitscentrale van 1000 MW een jaar lang te laten draaien is 250 kg van een deuterium-tritium mengsel nodig. Deuterium en tritium zijn isotopen van waterstof (zie figuur 12). In een fusiereactor reageren deuterium en tritium met elkaar en worden een heliumkern, een neutron en een grote hoeveelheid energie gevormd. Figuur 12: waterstof, deute- rium en tritium. Figuur 13: De fusiereactie tussen deuterium en tritium.
  36. 36. ECOreizen 37 Deuterium komt op aarde in de natuur voor. Zo'n 0,015% van alle waterstof op aarde is deuterium; een liter water bevat 33 milligram. Dat maakt deuterium zeer overvloedig beschikbaar: de hoeveelheid deuterium in de wereldzeeën wordt geschat op 4,6*1013 ton. Deuterium kan worden gewonnen via elektrolyse van water. Tritium komt niet in de natuur voor, maar het kan eenvoudig worden gemaakt door het element lithium-6 met neutronen te bestralen. Het radioactieve tritium wordt dus in de fusiecentrale gemaakt, en wordt daarna onmiddellijk als brandstof verbruikt. Lithium is een metaal dat overvloedig beschikbaar is, en onder andere wordt gebruikt in de bekende lithiumbatterijen en in antidepressiva- medicijnen. De bekende voorraden bedragen ongeveer 15 miljoen ton in erts, en 200 miljard ton opgelost in zeewater. Wanneer uit dit lithium tritium wordt gemaakt, ontstaat er voldoende tritium om voor 12 miljoen jaar het gehele wereldenergiegebruik te kunnen dekken op het niveau van het jaar 2002. De hoeveelheid benodigde energie om lithium te winnen is verwaarloosbaar ten opzichte van de energie die vrijkomt in de fusiereactie. Helaas zijn fusiereactoren op dit moment nog niet beschikbaar. Met behulp van een model is uitgerekend hoe de energievoorziening er in Nederland uitziet in het jaar 2100. Kernfusie neemt dan al en belangrijke plaats in. Bron: http://www.fusie-energie.nl/
  37. 37. 4. Rekenen met atomen
  38. 38. ECOreizen 39 “Voordat het mogelijk is om met bijvoorbeeld een vliegtuig te reizen moet er veel gerekend worden. Hoeveel brandstof kan je meenemen om ver te komen zonder dat het gewicht te groot wordt. Rekenen in de chemie is ook op talloze andere gebieden van groot belang.” 4.1 Inleiding We hebben in hoofdstuk 2 en 3 naar stoffen gekeken. Welke stoffen verantwoordelijk zijn voor het broeikaseffect en welke stoffen duurzaam zijn. Om echter te kunnen berekenen hoeveel eikenbomen je straks moet planten om je koolstofdioxide uitstoot van jouw reis te compenseren, moet je kunnen rekenen aan scheikundige reacties. We moeten dus van het niveau van een hoeveelheid stof ( het macroniveau) naar de kleinste deeltjes van de stof (het microniveau). Het macroniveau is dus waarneembaar en het microniveau niet. macro micro Figuur 1: van macro naar micro Om chemische reacties te begrijpen moet je je iets kunnen voorstellen bij moleculen en atomen. In klas 3 heb je al kennis gemaakt met moleculen en atomen. Stoffen hebben ook verschillende eigenschappen omdat de interacties tussen de deeltjes, waaruit een stof bestaat, kunnen verschillen. Het zou handig zijn om stoffen in groepen met overeenkomstige eigenschappen te kunnen indelen.
  39. 39. ECOreizen 40 Over atomen, moleculen, de indeling van stoffen in groepen en rekenen aan chemische reacties gaan de volgende paragrafen. 4.2 Periodiek Systeem In deze eeuw weten we al heel veel van atomen, maar hoe heeft zich dat in de loop der eeuwen ontwikkeld. Het oudst bekende idee over atomen kwam van de Griekse filosoof en wetenschapper Democritus. Hij leefde van 460 tot 370 voor Christus en hij dacht dat de wereld was samengesteld uit hele kleine deeltjes, die niet meer kleiner konden worden gemaakt. Democritus noemde deze deeltjes “ atomoz” of atomen en hij dacht dat tussen deze kleine onzichtbare deeltjes lege ruimtes zaten. Het verschil in eigenschappen van stoffen verklaarde hij door het verschil in grootte van de deeltjes en het verschil in de ruimtes Figuur 2: Democritus tussen de deeltjes. Na de dood van Democritus werd zijn theorie verworpen door de grote filosoof Aristoteles (384-322 BC). Aristoteles dacht dat de aarde was samengesteld uit materie die gemaakt was van de vier elementen: aarde, lucht, vuur en water. En hij verklaarde het verschil in eigenschappen van stoffen uit het verschil in afmeting, vorm en kwaliteit waarin de vier elementen in een stof voorkwamen. Het idee van Aristoteles heeft lang stand gehouden maar uiteindelijk zijn de wetenschappers weer terug gegaan naar het idee van de atomen. Figuur 3: Aristoteles en zijn voorstelling van de vier elementen aarde, vuur, lucht en water.
  40. 40. ECOreizen 41 Het atoom is opnieuw geïntroduceerd door John Dalton in 1808. Hij beweerde dat alle stoffen waren samengesteld uit kleine deeltjes, de atomen, die varieerden in grootte en gewicht. Een element is een deeltje dat maar uit een soort atomen bestaat en de atomen van het ene element zijn verschillend van de atomen van een ander element. Door de eigenschappen van de verschillende elementen te bestuderen probeerden scheikundigen in de negentiende eeuw om de elementen in een systeem te rangschikken. Het was de Rus Dimitri Mendelejef die de toen bekende elementen rangschikte naar opklimmende atoommassa. Bovendien Figuur 4: Dimitri Mendelejef heeft hij elementen die chemisch op elkaar lijken onder elkaar gezet. De tabel die zo ontstond is de basis geweest voor wat wij nu kennen als Het Periodiek Systeem der Elementen. In figuur 5 staat het huidige Periodiek Systeem weergegeven. De horizontale regels worden perioden genoemd en de verticale kolommen groepen. Om het systeem niet al te breed te laten zijn, zijn van de perioden 6 en 7 een aantal elementen onder het systeem gezet. Figuur 5: het Periodiek Systeem

×