Practicum: Kringlopen en milieu – CO₂-emissie en stikstof – Scheikunde Klas 5 HAVO

In dit examenpracticum voor klas 5 HAVO bereken je de CO₂-uitstoot van verschillende brandstoffen, analyseer je de stikstofkringloop op moleculair niveau en koppel je dit aan eutroëring, klimaatverandering en duurzaamheidsbeleid.

Leerdoel

Na dit practicum kun je CO₂-uitstoot per brandstof berekenen (mol en gram), de stikstofkringloop beschrijven met de sleutelreacties, eutroëring verklaren als gevolg van nitraatafspoeling, en duurzame alternatieven (waterstof, biomassa) vergelijken op CO₂-voetafdruk.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: HAVO klas 5 (examenjaar) | Vak: Scheikunde | Domein: G2 Milieueffectrapportage, C3 Behoudswetten en kringlopen (CE) | CO₂-emissie, stikstofkringloop, eutroëring, klimaatverandering, duurzaamheid

Benodigdheden

Gegeven dataset: verbrandingsreacties en CO₂-uitstootgegevens
Nitraatmeetstrips en watermonsters (kraanwater, slootwater, meststofoplossing)
Grafiekpapier, rekenmachine

Achtergrondinformatie

CO₂-uitstoot: bij verbranding van koolstofhoudende brandstoffen. Aardgas: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Benzine (C₈H₁₈): C₈H₁₈ + 12½O₂ → 8CO₂ + 9H₂O. Stikstofkringloop: N₂ → NH₃ (N-fixatie: Haber-Bosch/Rhizobium) → NH₄⁺ → NO₂⁻ → NO₃⁻ (nitrificatie) → N₂ (denitrificatie). Nitraatafspoeling (NO₃⁻) → eutroëring.

Emissiedata per brandstof

Brandstof	Formule	M (g/mol)	CO₂ per mol brandstof	g CO₂ per g brandstof
Methaan	CH₄	16	1 mol CO₂ (44 g)
Propaan	C₃H₈	44	3 mol CO₂ (132 g)
Octaan	C₈H₁₈	114	8 mol CO₂ (352 g)
Waterstof	H₂	2	0 mol CO₂	0

Verwerkingsvragen

Bereken het aantal gram CO₂ per gram brandstof voor methaan, propaan en octaan.
Welke brandstof is het meest en welke het minst koolstofintensief per gram? Verklaar.
Verklaar stap voor stap hoe nitraatafspoeling uit landbouwgrond leidt tot zuurstoftekort in een nabijgelegen sloot.

Uitwerking

V1: Methaan: 44 / 16 = 2,75 g CO₂/g. Propaan: 132 / 44 = 3,00 g CO₂/g. Octaan: 352 / 114 = 3,09 g CO₂/g.

V2: Waterstof is het minst koolstofintensief (0 g CO₂/g: geen koolstof in H₂). Octaan heeft de hoogste uitstoot per gram (3,09), gevolgd door propaan (3,00) en methaan (2,75). Langere koolwaterstofketens hebben een hogere C/H-verhouding → meer CO₂ per gram brandstof.

V3: (1) Kunstmest (NH₄NO₃) wordt gebruikt op akkers; regenwater spoelt NO₃⁻ uit naar sloten. (2) Extra nitraat in het water → algenbloei (eutroëring). (3) Algen sterven na bloei; bacterien breken de algen aerobisch af. (4) Bacterien verbruiken hierbij O₂ → zuurstofgehalte water daalt sterk (hypoxie). (5) Vissen en waterdieren sterven bij te lage O₂-concentratie (onder ≈4 mg/L).

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert nitraatmeetstrips, wateranalysesets en dataloggers voor milieu- monitoringspraktika in het voortgezet scheikundeonderwijs.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.