Vraag 8Beitsvloeistof recyclen
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?
- Bekijk in de tekst wat er in R2 met het water en het HCl gebeurt.
- Denk na welk verschil tussen stoffen je nodig hebt om een vaste stof uit een mengsel te halen.
- Noem één stofeigenschap waarin Fe2O3 duidelijk verschilt van de andere stoffen in R2.
Hier verliezen leerlingen punten
- Schrijf alleen de naam van de eigenschap op, zonder een reactie of een scheidingsmethode erbij.
- Kies een eigenschap die echt verschil maakt tussen Fe2O3 en de andere stoffen in R2.
- Noem geen getal of waarde van de stof, want gevraagd is alleen de eigenschap zelf.
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 het maken van plaatstaal wordt beitsvloeistof gebruikt. Na gebruik bevat deze waterige vloeistof Fe 2+ -ionen, H + -ionen en Cl – - ionen. In deze opgave worden twee processen beschreven waarmee gebruikte beitsvloeistof wordt gerecycled: het proces van New Zealand Steel (proces A) en het proces van SMS Siemag (proces B). In beide processen wordt gebruikte beitsvloeistof omgezet tot onder andere Fe 3+ - ionen en HCl -gas. Proces A Het bedrijf New Zealand Steel maakt gebruik van een vortexreactor. Zie figuur 1. Een vortexreactor is een reactor waarin een ronddraaiende stroom van gassen (een vortex) aanwezig is. De reactor wordt verwarmd met behulp van gasbranders. De gebruikte beitsvloeistof wordt via vernevelaars van boven in de reactor gebracht bij een temperatuur van minimaal 350 °C . Hierdoor verdampt het water waarin de ionen zijn opgelost en ontstaan vast FeCl en gasvormig HCl . Het vaste FeCl 2 2 reageert vervolgens in de vortexreactor tot Fe O , wat aan de onderkant 2 3 van de reactor wordt afgevoerd en opgeslagen. HCl en stoom verlaten de vortexreactor aan de bovenkant en worden opgevangen. figuur 1
De omzetting van FeCl tot Fe O verloopt volgens reactie 1. 2 2 3 4 FeCl (s) + 4 H O (g) + O (g) → 2 Fe O (s) + 8 HCl (g) (reactie 1) 2 2 2 2 3 Reactie 1 verloopt zeer snel onder de omstandigheden in de reactor.
Reactie 1 is exotherm.
Proces B Het proces van SMS Siemag vindt plaats in drie stappen en is op de uitwerkbijlage onvolledig en schematisch weergegeven: Stap 1: De gebruikte beitsvloeistof wordt verwarmd tot 70 °C in een pre-concentrator. Hierdoor verdampt een deel van het water en een deel van het opgeloste HCl . Deze gassen worden naar een opvangvat geleid. Een geconcentreerde oplossing van Fe 2+ -ionen, H + -ionen en Cl – -ionen stroomt naar reactor 1 (R1). Stap 2: In R1 reageren alle Fe 2+ -ionen met zuurstof volgens reactie 2, bij een temperatuur van 150 °C en een druk van 7 bar . 12 Fe 2+ (aq) + 3 O (g) → 8 Fe 3+ (aq) + 2 Fe O (s) (reactie 2) 2 2 3 Stap 3: De ontstane suspensie wordt in reactor 2 (R2) geleid bij een temperatuur van 170 °C . Hier verdampt nog meer water. Ook treedt reactie 3 op: 2 Fe 3+ (aq) + 6 Cl – (aq) + 3 H O → 6 HCl (g) + Fe O (s) (reactie 3) 2 2 3 Vast Fe O wordt onder in R2 afgevoerd en opgeslagen. Alle 2 3 overige H + -ionen en Cl – -ionen verlaten R2 als HCl -gas. Alle gasvormige stoffen worden naar het opvangvat geleid.
Noem een stofeigenschap op basis waarvan vast Fe O in R2 wordt 2 3 gescheiden van het reactiemengsel.