Je leest:

Periodiek Systeem der Smartphone Elementen

Periodiek Systeem der Smartphone Elementen

Snel zien waar veel of juist weinig van is

Auteur: | 14 april 2019

Bij bedreigde soorten draait het niet alleen om dieren en planten. Ook voor sommige chemische elementen wordt de situatie nijpend. Een nieuwe weergave van het Periodiek Systeem laat zien wat de bedreigde elementen zijn. En welke daarvan onmisbaar zijn voor je telefoon.

Uitgelicht door de redactie

Astronomie
Voor het eerst zien astronomen een zwart gat

Scheikunde
Geen Pokémon maar chemische elementen vangen

Scheikunde
Periodiek Systeem der Smartphone Elementen

In de standaardweergave van het Periodiek Systeem der Elementen lijken alle chemische elementen gelijkwaardig. Ieder heeft een even groot vierkant blokje. Dat maakt het heel overzichtelijk en heel herkenbaar. Het is dan ook even wennen als je de bijzondere weergave ziet die de European Chemical Society (EUChemS) maakte ter gelegenheid van het Internationaal Jaar van het Periodiek Systeem. Alsof je via een lachspiegel naar het Periodiek Systeem kijkt. Alles is vervormd, nergens meer keurige rechte lijnen. Sommige elementen zijn enorm opgezwollen, terwijl anderen tot dunne flintertjes zijn gekrompen.

Het Periodiek Systeem der Elementen in een nieuwe weergave: van ieder element is de relatieve hoeveelheid en de beschikbaarheid weergegeven.

Wat we hier zien is ook het Periodiek Systeem, maar nu zijn de elementen weergegeven op basis van hun hoeveelheid en hun beschikbaarheid. Overigens zijn hier alleen de eerste 92 elementen weergegeven, tot en met uranium (U, nr. 92). Afgezien van technetium (Tc) en promethium (Pm) zijn dit de natuurlijk voorkomende elementen waaruit alles bestaat. En dan ook echt alles – de levenloze wereld, alles wat leeft en alles wat wij ontwerpen en produceren. Met deze elementen moeten we het doen.

Arbeiders in een tinmijn op het Indonesische eiland Bangka rond 1930. De arbeidsomstandigheden zijn sindsdien eerder verder verslechterd dan verbeterd. De winning van tin is omstreden en tin wordt gezien als een ‘conflict’ element.

Rood = ernstig bedreigd

De omvang van ieder ‘blokje’ geeft de relatieve hoeveelheid aan van een element in de atmosfeer en in de aardkorst. Zo zie je meteen dat van elementen als bijvoorbeeld waterstof (H), zuurstof (O) en silicium (Si) heel veel aanwezig is, terwijl zoiets als xenon (Xe), cadmium (Cd) of lanthaan (La) veel minder voorkomt.

Naast de aangepaste omvang er is nog een kleurcodering. Die spreekt bijna voor zich, groen betekent ‘niks aan de hand, meer dan genoeg beschikbaar’, terwijl rood staat voor ‘pas op, ernstig bedreigd’. Daar tussenin zijn er dan nog geel en oranje voor elementen waarvoor de situatie nijpend wordt als we niet iets gaan veranderen.

Wat deze weergave mooi laat zien is dat hoeveelheid en beschikbaarheid niet hand in hand gaan. Dat er veel van is, wil niet zeggen dat er geen problemen zijn. Neem bijvoorbeeld magnesium (Mg), dat neemt een behoorlijk groot vak in, maar is toch geel. Dat betekent dat toekomstige levering van magnesium niet vanzelfsprekend is. Datzelfde geldt voor onder meer lithium (Li), fosfor (P), nikkel (Ni) en koper (Cu).

Explosieve toename

Smartphones zijn niet meer weg te denken uit ons leven, maar dat betekent een enorme druk op de beschikbare voorraden van heel veel chemische elementen.

Hoe kan er een tekort zijn of dreigen van iets dat wel aanwezig is? Dat zit ‘m vooral in het gebruik. Om dat tastbaar te maken is bij een deel van de elementen een icoontje toegevoegd van een telefoon om aan te geven dat dit element daarvoor nodig is. En dan zie je meteen waar een deel van het probleem vandaan komt: de productie van smartphones is de afgelopen jaren explosief toegenomen en het einde lijkt nog lang niet in zicht. Dat heeft de vraag naar allerlei ’zeldzame’ elementen enorm aangezwengeld met als gevolg dat de voorraad uitgeput raakt. Voor sommige van die elementen, zoals gallium (Ga), arseen (As), indium (In) en ook het veel bekendere zilver (Ag) is de situatie nu al problematisch. Voor veel andere smartphone-elementen komen de problemen er snel aan. Naast bedreigde dieren en planten, hebben we nu dus ook te maken met bedreigde elementen.

Toch is er een groot verschil, want elementen verdwijnen niet. Al die elementen zijn miljarden geleden gevormd en worden steeds weer opnieuw gebruikt. Maar daar zit het echte probleem: het hergebruik van die schaarse elementen komt nog totaal niet van de grond. Het overgrote deel van de smartphones belandt uiteindelijk gewoon op de vuilnisbelt of in de verbrander en dat maakt het lastig om de gebruikte elementen te herwinnen. Zonder goede recycling zijn over niet al te lange tijd sommige voorraden echt uitgeput. Of wordt het winnen van een element zo ingewikkeld en duur, dat het gebruik ook niet maar haalbaar is.

Batterijen en ballonnen

Windturbines in opbouw voor een windmolenpark in de Noordzee. De magneten in de windturbines bevatten onder andere zeldzame aardmetalen, zoals neodymium en dysprosium.

Overigens is onze geliefde smartphone niet alleen verantwoordelijk voor de problemen. Elementen als lithium (Li) en de ‘zeldzame aardmetalen’ neodymium (Nd) en dysprosium (Dy) zijn bijvoorbeeld ook heel belangrijk voor de productie van batterijen voor elektrische auto’s en de magneten in windmolens. Ook naar die elementen stijgt de vraag de komende jaren alleen maar. Een heel ander probleem heeft fosfor (P), dat is in de vorm van fosfaat een belangrijk ingrediënt in kunstmest. Uitspoeling van fosfaat uit landbouwgrond is een al langer bestaand probleem. Ook hier is herwinning van fosfaat, bijvoorbeeld via de afvalwaterzuivering nodig om de beschikbaarheid op peil te houden.

Tot slot nog een heel specifiek probleem en dat betreft helium (He). Dat kan namelijk wel echt voorgoed verdwijnen. Heliumgas is zo licht, dat het aan de zwaartekracht van de aarde kan ontsnappen en uit de atmosfeer drijft. De reden dat het heliumvakje rood is, zit in onder meer in de toepassing in ziekenhuizen. Helium is een cruciaal koelmiddel voor de sterke magneten die nodig zijn voor MRI apparatuur en als we op de huidige schaal helium blijven verliezen, kan dat serieuze gevolgen hebben. Naast recyclen is ook vasthouden van helium belangrijk.

In de bijgevoegde uitleg bij dit bijzondere Periodiek Systeem wijst EUChemS ons ook op onze eigen verantwoordelijkheid. Want iedere bijdrage telt. Dus roept EUChemS op om er zelf ook wat aan te doen. Denk nog eens goed na voordat je weer een nieuwe telefoon koopt, terwijl je oude nog prima functioneert. En gebruik geen helium in feestballonnen – als die uiteindelijk knappen zijn we dat kostbare helium onherroepelijk kwijt.

Bron:

Meer informatie over deze speciale weergave van het Periodiek Systeem is te vinden op de EUChemS website

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 14 april 2019

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.