2054457
Financieel

Avantium geeft antwoorden op examenvragen scheikunde

1 / 9

Vwo’ers hoeven niet nog ruim een dag in spanning te wachten op de antwoorden van hun eindexamen scheikunde. Avantium geeft deze nu al, althans wat betreft de eerste acht vragen die betrekking hebben op de ontwikkelaar van bioplastic.

1 / 9

Het examen bestaat in totaliteit uit 27 vragen en begint als volgt:

Ieder jaar worden grote hoeveelheden PET-frisdrankflessen geproduceerd. Het Nederlandse bedrijf Avantium heeft een proces ontwikkeld om de kunststof PEF als alternatief voor PET te produceren. Bij de productie van PEF wordt biomassa als grondstof gebruikt, terwijl PET wordt geproduceerd uit aardolie. Voor de productie van PEF worden plantaardige monosachariden zoals glucose gebruikt. Glucose wordt in een eerste proces omgezet tot HMF. Uit HMF kunnen verschillende stoffen worden gemaakt die voor de chemische industrie bruikbaar zijn. In onderstaand schema zijn enkele van deze stoffen schematisch weergegeven.

Bij de omzettingen van glucose tot de bovenstaande reactieproducten komt geen koolstofdioxide vrij in de chemische reacties.

Vraag 1

Laat dit zien aan de hand van het schema. Een ander gebruik van glucose is vergisting tot bio-ethanol, een proces dat kan worden weergegeven met onderstaande reactievergelijking. C6H12O6  2 C2H6O + 2 CO2 De atoomeconomie van de vergisting van glucose is minder gunstig dan de atoomeconomie van de productie van HMF uit glucose. Voor de productie van HMF is geen andere beginstof dan glucose nodig.

Antwoord 1

Vraag 2

Bereken de atoomeconomie van de productie van ethanol uit glucose en de atoomeconomie van de productie van HMF uit glucose. Gebruik Binas-tabel 37H of ScienceData-tabel 1.7.7. Zowel PET als PEF zijn polyesters. PEF is een copolymeer van ethaan-1,2-diol en FDCA (zie schema).

Antwoord 2

Vraag 3

Geef een gedeelte van een molecuul PEF in structuurformule weer. Dit gedeelte moet komen uit het midden van het molecuul en moet bestaan uit twee eenheden van beide monomeren. Sommige andere stoffen uit het schema kunnen ook worden gebruikt als monomeren voor polyesters. De polymeren zijn dan meestal copolymeren van twee monomeren. Eén stof uit het schema kan echter zonder een ander monomeer als grondstof dienen voor een polyester.

Antwoord 3

Vraag 4

Geef het nummer van de stof uit het schema die zonder gebruik van een ander monomeer een polyester kan vormen. Avantium heeft een productieproces ontwikkeld waarbij FDCA met een hoog rendement geproduceerd kan worden uit HMF. De productie start met de reactie van HMF met methanol waarbij de stof MMF ontstaat. MMF is een ether. HMF + methanol  MMF + H2O (reactie 1) In het Avantium-proces wordt MMF vervolgens omgezet tot FDCA volgens reactie 2. MMF + zuurstof  FDCA + methanol (reactie 2).

Antwoord 4

Vraag 5

Geef de vergelijking van reactie 2. Gebruik structuurformules voor de ether MMF, FDCA en methanol. Een al langer bekend proces om MMF om te zetten tot FDCA is weergegeven in reactie 3. MMF + zuurstof  FDCA + H2O + CO2 (reactie 3) De productie van FDCA volgens reacties 1 en 2 heeft een hoger rendement dan volgens reacties 1 en 3. Ook is de productiemethode van Avantium duurzamer als je let op de uitgangspunten van de Groene Chemie. Een medewerker van Avantium schrijft een artikel voor een breed publiek. In het artikel verwerkt de medewerker twee argumenten op basis van uitgangspunten 1 en 2 van de Groene Chemie, zodat duidelijk wordt dat het productieproces van Avantium duurzamer is dan het oude proces.

Antwoord 5

Vraag 6

Geef twee argumenten die de medewerker in het artikel kan opnemen. Maak gebruik van Binas-tabel 97F of ScienceData-tabel 38.6. Noteer je antwoord als volgt:  Op basis van uitgangspunt 1: Wetenschappers hebben met behulp van modellen de CO2-uitstoot berekend tijdens de zogeheten levenscyclus van zowel PET als PEF. In de berekening van deze CO2-levenscyclus-uitstoot wordt uitgegaan van de volgende punten: 1 de CO2-uitstoot van het productieproces en het transport van stoffen. 2 PET en PEF worden even vaak gerecycled. 3 de CO2-uitstoot van het verbranden van PET- en PEF-afval. De CO2-uitstoot van de verbranding van PEF (punt 3) wordt buiten beschouwing gelaten als FDCA en ethaan-1,2-diol geheel uit biomassa worden gemaakt. De CO2-uitstoot van de verbranding van PET wordt niet buiten beschouwing gelaten.

Antwoord 6

Vraag 7

Leg uit waarom de CO2-uitstoot van de verbranding van PEF-afval buiten beschouwing wordt gelaten in de berekening van de CO2-levenscyclusuitstoot als FDCA en ethaan-1,2-diol geheel uit biomassa zijn gemaakt en waarom die bij PET niet buiten beschouwing wordt gelaten. De berekende waarde van de CO2-uitstoot tijdens de levenscyclus van geheel uit biomassa gemaakt PEF is 0,8 ton CO2 per ton polymeer. De berekende waarde van de CO2-uitstoot tijdens de levenscyclus van PET is 4,4 ton CO2 per ton polymeer.

Antwoord 7

Vraag 8

Bereken hoeveel ton CO2 per ton PET wordt uitgestoten door het productieproces en het transport van stoffen. Gebruik C10H8O4 als formule voor (de repeterende eenheid van) PET.

Antwoord 8

Stageplek

In vervolg op vraag 6 vraagt vwo-scholieren die eindexamen scheikunde hebben gedaan, een artikel te schrijven voor een breed publiek, waarin deze technologie in begrijpbare taal wordt uitgelegd.

Avantium beloont het beste artikel met een stageplek en 100 aandelen in Avantium. Nummer 2 krijgt 75 aandelen en nummer 3 krijgt 50 aandelen.