Vraag 193x productie van aniline
Uitwerkbijlage
Print de uitwerkbijlageDeze vraag beantwoord je op de uitwerkbijlage. Print hem en vul hem in, of neem de figuur over op papier. Stuur daarna een foto van wat je hebt ingevuld.
Schreef je op papier? Maak een foto van de ingevulde uitwerkbijlage. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- In de tabellen op de uitwerkbijlage staat wat je nodig hebt voor het fenol-proces.
- Welke massa's je nodig hebt, zie je wanneer je weet wat er in dit proces gebeurt.
- Daarna kies je een formule die het rendement met massa's verbindt en vul je die in.
- Reken tot slot het rendement uit en zet het om naar procenten.
Hier verliezen leerlingen punten
- Schrijf je tussenstappen op, want zonder berekening krijg je geen punten.
- Let op de eenheden van de massa's en gebruik overal dezelfde eenheid.
- Rond pas af bij het eindantwoord, anders komt je uitkomst net naast het goede antwoord.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Aniline (figuur 1) behoort tot de meest geproduceerde stoffen in de chemische industrie. Het wordt gebruikt als figuur 1 grondstof voor veel synthetische kleurstoffen en kunststoffen. Ruim 100 jaar geleden werd aniline industrieel geproduceerd met het Béchamp-proces: in enkele stappen reageert nitrobenzeen ( C H NO ) 6 5 2 met ijzer en water tot aniline en Fe O . 3 4
Het Béchamp-proces wordt niet meer ingezet voor de productie van aniline, maar wel voor de productie van Fe O , dat als zwart pigment 3 4 wordt gebruikt. Fe O is een dubbelzout. In Fe O komen zowel Fe 2+ -ionen 3 4 3 4 als Fe 3+ -ionen voor.
Tegenwoordig wordt vrijwel alle aniline geproduceerd met een van de volgende processen: − het nitrobenzeen-proces, gebaseerd op de reactie van nitrobenzeen met waterstof; − het fenol-proces, gebaseerd op de reactie tussen fenol en ammoniak. Beide processen worden commercieel uitgevoerd in de gasfase en in de vloeibare fase. nitrobenzeen-proces Op de uitwerkbijlage bij vraag 16 is het blokschema van het nitrobenzeen-proces onvolledig weergegeven. In reactor 1 (R1) verloopt reactie 1. C H NO (g) + 3 H (g) ⇆ C H NH (g) + 2 H O (g) (reactie 1) 6 5 2 2 6 5 2 2 In scheidingsruimte 1 (S1) wordt de temperatuur zo ingesteld dat een van de stoffen S1 verlaat in de gasfase. De andere stoffen verlaten S1 als vloeibaar mengsel. In de volgende scheidingsruimtes (S2 en S3) wordt het overgebleven mengsel gedestilleerd. De temperaturen in S2 en S3 zijn steeds zo gekozen dat slechts één stof de ruimte in de gasfase kan verlaten.
Voor een constante productkwaliteit moet de temperatuur in R1 gelijk blijven tijdens het proces. Dit doet men door te koelen. Er komt namelijk warmte vrij tijdens reactie 1.
Door de temperatuur in de reactor te variëren, wordt het nitrobenzeen-proces geoptimaliseerd. Hierbij wordt gestreefd naar een hoge opbrengst van aniline in een zo kort mogelijke tijd. Bij verhoging van de temperatuur verschuift het evenwicht in R1 naar links. Dit verschuiven hoeft niet nadelig te zijn voor de opbrengst.
fenol-proces Bij het fenol-proces wordt een overmaat ammoniak gemengd met fenol. In dit proces verloopt reactie 2. C H OH + NH ⇆ C H NH + H O (reactie 2) 6 5 3 6 5 2 2 Omdat een deel van het gebruikte fenol reageert tot nevenproducten, is het rendement lager dan 100% .
Bereken het rendement van het fenol-proces. Selecteer hiervoor de juiste informatie uit de tabellen op de uitwerkbijlage.