Vraag 3DME uit koolstofdioxide
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?
- Bij deze vraag ga je over de moleculen zelf, niet over de atomen binnen één molecuul.
- Bekijk met de structuurformules welke atomen aan waterstof zijn gebonden en welke bindingen tussen de moleculen mogelijk zijn.
- Vergelijk per stof welke aantrekkingskrachten tussen de moleculen werken en welke het sterkst zijn.
- Koppel de sterkte van die krachten aan de energie die nodig is om de moleculen van elkaar los te maken.
Hier verliezen leerlingen punten
- Beschrijf niet alleen de atoombindingen in de moleculen, want bij kookpunt gaat het om krachten tussen de moleculen.
- Vergelijk alle drie de stoffen en benoem voor elke stof welke bindingen er tussen de moleculen zijn.
- Schrijf ook op hoe de sterkte van de krachten het kookpunt bepaalt, want alleen de naam van de binding levert geen volledig antwoord 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
De stof methoxymethaan (DME, zie de figuur) staat figuur in de belangstelling als brandstof. DME kan namelijk worden gemaakt op basis van uitsluitend koolstofdioxide en waterstof. In een onderzoek is een voorstel voor een productieproces onderzocht. Dit proces is opgebouwd uit twee opeenvolgende reacties, die hieronder zijn weergegeven. CO (g) + 3 H (g) CH OH (g) + H O (g) (reactie 1) 2 2 3 2 2 CH OH (g) CH –O–CH (g) + H O (g) (reactie 2) 3 3 3 2 De vormingswarmte van DME bedraagt –1,84∙10 5 J mol –1 .
Op de uitwerkbijlage bij vraag 4 staat een onvolledig blokschema van de productie van DME volgens het ontwerp van de onderzoekers. In reactor 1 (R1) treedt reactie 1 op. In scheidingsruimte 1 (S1) wordt de stofstroom gescheiden die afkomstig is uit R1. Water met de bijproducten verlaat S1 aan de onderzijde. Het methanol dat in R1 is gevormd, wordt doorgevoerd naar reactor 2 (R2). In R2 treedt reactie 2 op. Zowel in R1 als in R2 heerst een hoge temperatuur. Hierdoor is in beide reactoren de reactiesnelheid hoog. Ook zijn hierdoor de insteltijden van de evenwichten kort. De druk in beide reactoren is niet gelijk. In R1 moet de druk hoog worden gehouden voor een zo hoog mogelijk rendement.
Het mengsel dat afkomstig is uit R2 wordt in scheidingsruimte 2 (S2) gedestilleerd om het DME te scheiden van de rest van het mengsel. Het mengsel wordt in S2 gescheiden in drie fracties: DME, methanol en water.
Leg uit dat DME het laagste kookpunt heeft van deze drie stoffen. Gebruik hierbij begrippen op microniveau.