Chemische reactietechnologie Flashcards
Wat is chemische reactietechnologie?
Chemische reactietechnologie is het vakgebied dat zich bezighoudt met het ontwerpen, optimaliseren en controleren van chemische reactoren om chemische reacties efficiënt en veilig te laten verlopen.
Wat zijn de belangrijkste soorten chemische reactoren?
• Batchreactor: Reactie vindt plaats in een afgesloten vat, geschikt voor kleine hoeveelheden en farmaceutische productie.
• Continu-stroomreactor (CSTR - Continuous Stirred Tank Reactor): Stoffen worden continu toegevoegd en afgevoerd, veel gebruikt in de chemische industrie.
• Plug-flow reactor (PFR): Reactanten bewegen in een buisvormige reactor zonder menging in de stroomrichting, efficiënt voor hoge conversies.
• Vloeistof-vast reactor (Fixed-bed reactor): Reactie vindt plaats op een vast katalysatorbed, gebruikt in petrochemie.
Wat is de wet van Arrhenius en waarom is deze belangrijk in reactietechnologie?
De wet van Arrhenius beschrijft hoe de reactiesnelheid verandert met de temperatuur:
k = A e^{-E_a / RT}
Waar:
• k = reactiesnelheidsconstante
• A = pre-exponentiële factor
• E_a = activeringsenergie
• R = gasconstante
• T = temperatuur
Deze wet laat zien dat een hogere temperatuur leidt tot een snellere reactie.
Wat is een katalysator en hoe beïnvloedt deze een chemische reactie?
Een katalysator is een stof die de reactiesnelheid verhoogt zonder zelf verbruikt te worden. Het verlaagt de activeringsenergie, waardoor de reactie efficiënter verloopt.
Wat is het verschil tussen homogene en heterogene katalyse?
• Homogene katalyse: De katalysator bevindt zich in dezelfde fase als de reactanten (bv. enzymen in oplossing).
• Heterogene katalyse: De katalysator bevindt zich in een andere fase (bv. een vast katalysatoroppervlak waarop gasmoleculen reageren).
Wat is de invloed van temperatuur en druk op chemische reacties?
• Temperatuur: Hogere temperatuur verhoogt de reactiesnelheid volgens de wet van Arrhenius.
• Druk: Bij gasreacties verhoogt een hogere druk vaak de reactiesnelheid, vooral als er minder gasmoleculen gevormd worden (volgens Le Châtelier’s principe).
Wat is Le Châtelier’s principe?
Le Châtelier’s principe stelt dat een systeem in evenwicht zich aanpast om verstoringen tegen te werken.
Voorbeeld:
• Meer reactanten toevoegen → Evenwicht verschuift naar de producten.
• Druk verhogen bij een gasreactie → Evenwicht verschuift naar de kant met minder gasmoleculen.
Wat is de conversiegraad in een chemische reactie?
De conversiegraad (X) geeft aan welk percentage van een reactant is omgezet in producten:
X = \frac{{n_{\text{begin}} - n_{\text{eind}}}}{n_{\text{begin}}} \times 100\%
Waarbij n de hoeveelheid mol van een stof is.
Wat is massatransport en waarom is het belangrijk in reactietechnologie?
Massatransport verwijst naar de beweging van chemische stoffen binnen een reactor door diffusie of convectie. Het is cruciaal voor de efficiëntie van reacties, vooral bij katalytische processen waarbij reactanten het katalysatoroppervlak moeten bereiken.
Wat zijn de belangrijkste toepassingen van chemische reactietechnologie?
• Petrochemie (bv. kraken van aardolie, synthese van brandstoffen)
• Farmaceutische industrie (bv. productie van medicijnen)
• Milieutechnologie (bv. afvalwaterbehandeling, CO₂-afvang)
• Voedingsindustrie (bv. fermentatieprocessen)
