Vraag 37Toner
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
In laserprinters en kopieerapparaten wordt ‘toner’ gebruikt om tekst en afbeeldingen op papier te brengen. Toner is een korrelig poeder. De korreltjes toner bevatten een kern van voornamelijk Fe O met 3 4 daaromheen een laagje kunststof.
Het laagje kunststof bestaat voornamelijk uit een co-polymeer dat is opgebouwd uit de monomeren methylmethacrylaat en styreen. De structuurformules van deze monomeren staan hieronder.
Toner wordt verkocht in een omhulsel, dat een cartridge wordt genoemd. Per jaar worden naar schatting wereldwijd 1,1 miljard cartridges gevuld met toner verkocht. Van deze hoeveelheid cartridges komen er uiteindelijk 500 miljoen na gebruik op een vuilnisbelt terecht. Een gebruikte cartridge bevat nog een achtergebleven hoeveelheid toner. Het is ongewenst wanneer toner in het milieu terechtkomt.
De cartridges zijn veelal gemaakt van een thermoplastische kunststof en kunnen daardoor gemakkelijk gerecycled worden.
De cartridges zouden gerecycled kunnen worden, maar voor de overgebleven toner is dat lastiger. Australische onderzoekers hebben een proces ontwikkeld waarmee ijzer uit toner kan worden teruggewonnen. Dit gebeurt door het Fe O met behulp van het co-polymeer, dat eveneens in 3 4 toner aanwezig is, om te zetten tot ijzer. Hieronder is beschreven hoe dit proces op kleine schaal wordt uitgevoerd. De toner wordt samengeperst tot tabletten. Een tablet wordt vervolgens in een oven geplaatst bij een temperatuur van 1550 °C. Door de oven wordt voortdurend argon geleid. In de oven ontleedt het co-polymeer tot methaan, koolstofmono-oxide en koolstofdioxide. Het gevormde methaan ontleedt vervolgens tot koolstof en waterstof. Vervolgens wordt ijzer gevormd als gevolg van voornamelijk onderstaande reacties. Fe O + CO → 3 FeO + CO (reactie 1) 3 4 2 FeO + C → Fe + CO (reactie 2) FeO + CO → Fe + CO (reactie 3) 2
Door voortdurend argon door te leiden worden de ontstane gassen, samen met het argon, uit de oven verwijderd. De onderzoekers kregen zo een product dat grotendeels uit ijzer bestond. Dit ijzer kan gebruikt worden in de staalindustrie.
Voorafgaand aan de behandeling in de oven heeft een tablet een massa van 0,50 g en bevat het 23,9 massaprocent ijzer. Na de behandeling is er 0,098 gram ijzer verkregen.
Bereken het rendement van de vorming van ijzer uit een tablet volgens deze behandeling.