Vraag 3Fischer-Tropsch
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 de tekst op wat de reactiewarmte van evenwicht 1 naar rechts is, en wat het teken daarvan betekent.
- Bedenk wat een reactie doet met warmte als ze exotherm of endotherm is.
- Denk na welke kant een evenwicht opschuift bij het verhogen of verlagen van de temperatuur.
- Trek daaruit de conclusie voor de temperatuur en laat in je antwoord zien waarom.
Hier verliezen leerlingen punten
- Schrijf niet alleen verhogen of verlagen op, maar leg ook uit waarom dat zo werkt.
- Let op het minteken bij de reactiewarmte, want dat bepaalt of de reactie warmte afgeeft of opneemt.
- Bedenk dat het gevraagde gaat over de reactie naar rechts, niet over de terugreactie.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
In de jaren 20 van de vorige eeuw ontwikkelden de Duitse geleerden Fischer en Tropsch een proces om synthesegas om te zetten tot vloeibare brandstoffen. Synthesegas is een gasmengsel van koolstofmono-oxide en waterstof. Bij de zogeheten Fischer-Tropsch-reactie ontstaan diverse koolwaterstoffen, vooral alkanen. Als bijproduct ontstaat alleen water.
De benodigde koolstofmono-oxide en waterstof kunnen uit allerlei grondstoffen worden bereid, zoals kolen, aardgas of biomassa. Biomassa moet worden voorbewerkt, bijvoorbeeld door het te verhitten, waardoor het gehalte koolstof stijgt. In figuur 1 is een schema gegeven van de energiestromen tijdens het verhitten van biomassa. figuur 1
De bewerkte biomassa wordt vervolgens met lucht omgezet tot een gasmengsel dat onder andere koolstofmono-oxide en waterstof bevat. In figuur 2 is een onvolledig blokschema weergegeven van een fabriek die met behulp van de Fischer-Tropsch-reactie stoffen zoals nafta en diesel produceert. figuur 2 In reactor 1 (R1) treden de Fischer-Tropsch-reactie en evenwicht 1 op. CO (g) + H O (g) CO (g) + H (g) (evenwicht 1) 2 2 2 Van evenwicht 1 is de reactiewarmte van de reactie naar rechts – 4,1·10 4 J per mol CO . De verhouding tussen de stoffen CO en H in de 2 stofstroom die R1 verlaat, kan worden geoptimaliseerd door de omstandigheden in de reactor te variëren. Door de temperatuur te veranderen, kan via evenwicht 1 meer of juist minder H gevormd worden. 2
Leg uit of de temperatuur verhoogd of verlaagd moet worden om evenwicht 1 meer naar rechts te laten verschuiven.