Vraag 24Groen 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?
- Bedenk welke stof je uit elkaar haalt en welke producten het HYBRIT-verhaal in de tekst noemt.
- Schrijf eerst de formules van de beginstof en de producten op, en let daarbij op de juiste formule van water.
- Zet daarna de aantallen atomen links en rechts van de pijl gelijk met coëfficiënten.
Hier verliezen leerlingen punten
- Schrijf de formule van water precies goed op, want een verkeerde index maakt de hele vergelijking fout.
- Controleer na het balanceren of je evenveel waterstof- en zuurstofatomen aan beide kanten hebt.
- Vergeet niet de toestand van de stoffen te noteren als je dat in de vraag wordt gevraagd.
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.
Bij traditionele staalproductie komt in stap II per mol geproduceerd Fe 1,5 mol CO vrij. Bij gebruik van het MIDREX-proces komt minder CO vrij 2 2 per mol Fe .
In Zweden wordt nog een ander proces toegepast om ijzererts om te zetten tot ijzer: het HYBRIT-proces. In dit proces wordt in stap II waterstof gebruikt in plaats van cokes of syngas, en treedt uitsluitend reactie 3 op. De waterstof wordt verkregen door de elektrolyse van water. Hierbij ontstaat ook zuurstof.
Geef de vergelijking voor de elektrolyse van water.