Vraag 22Groen staal
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 in Binas-tabel 57 de vormingswarmtes op van alle stoffen uit reactie 3, ook van de stoffen met een coëfficiënt.
- Bij deze vraag tellen de vormingswarmtes van de beginstoffen en van de reactieproducten apart op, elk met de juiste coëfficiënt.
- Daarna trek je de totale vormingswarmte van de beginstoffen af van die van de producten.
- Reken de uitkomst om naar de reactiewarmte per mol ijzer, zoals de vraag vraagt.
Hier verliezen leerlingen punten
- Let bij het overnemen uit de tabel goed op het teken van elke waarde, want een verkeerd teken levert een verkeerd eindantwoord op.
- Vergeten coëfficiënten mee te nemen geeft punten weg, dus schrijf de vormingswarmte van elke stof maal zijn coëfficiënt uit.
- Zonder eenheid of met een verkeerde eenheid mis je punten, dus geef de eindantwoord in de eenheid die bij de vraag hoort.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Staal is een legering die bestaat uit ijzer en koolstof. Staal wordt geproduceerd uit ijzererts ( Fe O ) en steenkool. De productie van staal in 2 3 het traditionele hoogovenproces (figuur 1) kan worden samengevat met de volgende stappen: stap I : figuur 1 IJzererts wordt vermalen en gemengd met hulpstoffen. Door verhitting van dit mengsel ontstaan zogenaamde ijzererts-pellets. Steenkool wordt verhit en samengeperst tot cokes, die voornamelijk uit koolstof bestaat. stap II : De hoogoven wordt gevuld met lagen ijzererts-pellets en cokes, waarna hete lucht wordt ingeblazen. Een deel van de cokes reageert met zuurstof uit de lucht, waardoor koolstofmono-oxide ( CO ) ontstaat. Fe O reageert 2 3 met CO . Uit de onderzijde van de hoogoven komt een mengsel van ijzer met nog 4 tot 5 massaprocent koolstof. stap III : In een afzonderlijke reactor reageert een deel van de koolstof in het mengsel met zuiver zuurstof, waardoor uiteindelijk staal met 2,0 massaprocent koolstof ontstaat. De belangrijkste reacties in stap II zijn: 2 C + O → 2 CO (reactie 1) 2 Fe O + 3 CO → 2 Fe + 3 CO ( reactie 2) 2 3 2 Reactie 1 en 2 zijn beide exotherm, waardoor de temperatuur van de hoogoven oploopt tot 2197-2397 ° C. Op de uitwerkbijlage staat een tabel over ijzer.
De productie van staal in een traditionele hoogoven levert een hoge CO - uitstoot op. Het grootste deel van deze uitstoot ontstaat in stap II 2 door reactie 2.
Om de CO -uitstoot te verminderen, is het MIDREX-proces ontwikkeld. 2 Het MIDREX-proces doorloopt dezelfde stappen als het traditionele hoogovenproces, maar het MIDREX-proces gebruikt methaan in plaats van cokes. Door methaan eerst te laten reageren met stoom, ontstaat syngas, een mengsel van waterstof en koolstofmono-oxide.
In de hoogoven die voor het MIDREX-proces wordt gebruikt, reageert ijzererts in stap II (de hoogoven) met het syngas volgens reactie 2 en reactie 3. Fe O (s) + 3 H (g) → 2 Fe (s) + 3 H O (g) ( reactie 3) 2 3 2 2 Een nadeel van deze methode is dat reactie 3 endotherm is.
Bereken de reactiewarmte van reactie 3 per mol ijzer ( T = 298 K ). Gebruik Binas-tabel 57 of ScienceData-tabel 9.2.