Vraag 27Methaan uit hout
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.
Hoe pak je dit aan?
- Zoek de molaire massa's op van de stoffen in reactie 2 in Binas-tabel 37H of ScienceData-tabel 1.7.7.
- Bepaal met de reactievergelijking hoeveel van elke stof nodig is of ontstaat.
- Bij de berekening van de atoomeconomie gaat het om de massa van het gewenste product ten opzichte van de totale massa van de beginstoffen.
- Zet de uitkomst om naar een percentage en laat je berekening duidelijk zien.
Hier verliezen leerlingen punten
- Gebruik voor elke stof de molaire massa uit de tabel en controleer of je de juiste stof hebt opgezocht.
- Neem alle beginstoffen uit de reactievergelijking mee in de totale massa, niet alleen de stof die je het eerst opvalt.
- Zet bij je eindantwoord de eenheid of het gevraagde percentage erbij, zodat duidelijk is wat je uitkomst betekent.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Bij ECN in Petten is een proces ontwikkeld waarbij methaan uit (afval)hout wordt geproduceerd. Sinds 2015 draait er een proeffabriek volgens dat proces. Een essentieel onderdeel van de fabriek is een zogenoemde vergassingsreactor (R1) waarin hout bij ongeveer 850 °C wordt omgezet tot een mengsel van verschillende gassen. De warmte die hiervoor nodig is, wordt geleverd door een verbrandingsreactor (R2) die voornamelijk wordt gevoed met hout. In onderstaand blokschema zijn deze onderdelen van de fabriek vereenvoudigd weergegeven. blokschema
Het productgas dat de vergassingsreactor (R1) verlaat, bestaat voor een belangrijk gedeelte uit koolstofmono-oxide en waterstof. De vorming van deze gassen verloopt volgens reactie 1. In deze reactievergelijking is hout vereenvoudigd weergegeven met de formule C H O . 6 10 5 C H O (s) + H O (g) → 6 CO (g) + 6 H (g) reactie 1 6 10 5 2 2
Behalve CO en H bevat het productgas ook CO , C H , C H (benzeen) 2 2 2 4 6 6 en hogere koolwaterstoffen (koolwaterstoffen met een groter aantal C -atomen per molecuul). De hogere koolwaterstoffen worden in een eerste scheidingsruimte (S1) door afkoeling uit het productgas afgescheiden als teer. De teer wordt naar de verbrandingsreactor (R2) geleid, waar het ook wordt verbrand. In een tweede scheidingsruimte (S2) wordt het overgebleven productgas verder afgekoeld zodat benzeen als vloeistof wordt afgescheiden. Dit kan worden gebruikt als grondstof in de kunststofindustrie.
Het benzeengehalte van het productgas is afhankelijk van het soort hout dat in de vergassingsreactor (R1) wordt ontleed. Bij een bepaald soort hout bevat het productgas uit de vergassingsreactor 0,35 volumeprocent benzeen ( C H ). 6 6
Het CO uit het productgas wordt in een reactor (R3) omgezet tot methaan. Deze omzetting wordt met de volgende reactievergelijking weergegeven: CO + 3 H → CH + H O reactie 2 2 4 2
Bereken de atoomeconomie voor de vorming van methaan volgens reactie 2. Maak gebruik van Binas-tabel 37H of ScienceData-tabel 1.7.7.