Reageert als volgt



Dovnload 29.12 Kb.
Datum26.10.2018
Grootte29.12 Kb.

Opgave

Bauxiet is een erts met een hoog percentage aluminiumverbindingen. In sommige soorten bauxiet komen de aluminiumverbindingen uitsluitend als Al(OH)3 en AlO(OH) voor. Uit bauxiet wordt aluminiumoxide gemaakt. Bij dat proces behandelt men bauxiet met een overmaat natronloog. De aluminiumverbindingen uit het bauxiet reageren met één of meer bestanddelen van de natronloog onder vorming van Al(OH)4. Andere verbindingen in bauxiet reageren niet met natronloog en blijven als vaste stof achter. Al(OH)3 reageert als volgt:


Al(OH)3 + OH  Al(OH)4
Ook bij de reactie van AlO(OH) met natronloog wordt uitsluitend Al(OH)4 gevormd.
a Geef de vergelijking van de reactie van AlO(OH) met natronloog.
De industriële bereiding van aluminiumoxide uit bauxiet is een continu proces dat in een aantal achtereenvolgende stappen (in de hierna genoemde ruimten 1 tot en met 5) plaatsvindt.
Ruimte 1: Bauxiet en natronloog worden in deze ruimte samengevoegd; de aluminiumverbindingen uit bauxiet reageren daarbij onder vorming van Al(OH)4. Het ontstane mengsel wordt in zijn geheel in ruimte 2 geleid.

Ruimte 2: De ontstane oplossing wordt gescheiden van de niet opgeloste bestanddelen van bauxiet. Deze niet opgeloste stoffen worden uit ruimte 2 als afval afgevoerd; het afval is vochtig zodat hierbij ook een beetje natronloog verloren gaat. De overgebleven heldere oplossing wordt in ruimte 3 geleid.

Ruimte 3: In de uit ruimte 2 afkomstige oplossing slaat Al(OH)3 neer; daarbij stelt zich het volgende evenwicht in:

Al(OH)4 (aq)  Al(OH)3(s) + OH(aq).

De temperatuur in ruimte 3 is zodanig dat vrijwel alle Al(OH)4 wordt omgezet in Al(OH)3. Het gehele mengsel wordt in ruimte 4 geleid.

Ruimte 4: Het gevormde Al(OH)3 wordt door filtratie afgescheiden; het Al(OH)3 wordt in ruimte 5 geleid.



Ruimte 5: Het Al(OH)3 wordt verhit; hierbij ontstaan uitsluitend aluminiumoxide en waterdamp die beide via ruimte 5 de fabriek verlaten.
De hoeveelheid natronloog die bij ruimte 2 verloren gaat, wordt bij ruimte 1 weer aangevuld. Behalve deze hoeveelheid wordt in het proces verder geen natronloog verbruikt. In het onderstaande blokschema is dit continu proces onvolledig weergegeven: de stofstromen voor vast afval, waterdamp en natronloog ontbreken.
blokschema


b Neem het bovenstaande blokschema over en plaats daarin voor elke ontbrekende stofstroom een lijn met pijl. Zet bij elke lijn die je erbij plaatst, één of meer van de aanduidingen afval, waterdamp en natronloog.

Als men brokken bauxiet samenvoegt met 0,1 M natronloog, treedt nauwelijks een reactie op; de snelheid waarmee de aluminiumverbindingen reageren met de natronloog is dan laag. Om ervoor te zorgen dat de aluminiumverbindingen in ruimte 1 met een redelijke snelheid worden omgezet, neemt men een aantal maatregelen. Een katalysator om die snelheid te verhogen is niet bekend. Andere maatregelen die men in zulke gevallen neemt om reactiesnelheden te verhogen, blijken wel effect te hebben.


c Geef twee maatregelen die men kan nemen om de snelheid waarmee de aluminiumverbindingen in ruimte 1 reageren, te verhogen.
Men wil de opbrengst aan Al(OH)3 in ruimte 3 zo hoog mogelijk maken. Hiertoe past men de temperatuur aan van de oplossing die afkomstig is uit ruimte 2.

Van het evenwicht Al(OH)4  Al(OH)3 + OH is de reactie naar rechts exotherm.


d Leg aan de hand van het gegeven dat deze reactie naar rechts exotherm is, uit of men de vloeistof die uit ruimte 2 in ruimte 3 komt, moet verwarmen of moet afkoelen.
Om het continu proces goed te laten verlopen, dient regelmatig de samenstelling van het bauxiet te worden bepaald.

Van een bepaalde soort bauxiet werd het aluminiumgehalte bepaald. Dit bauxiet bleek 195 gram aluminium per 1,000 kg te bevatten.

Uit 1,000 kg van dit bauxiet werd een hoeveelheid van 520 gram vast afval afgescheiden. Men mag aannemen dat de rest van het bauxiet bestond uit een mengsel van Al(OH)3 en AlO(OH).

Door het aantal gram Al(OH)3 in 1,000 kg bauxiet op x te stellen, kan berekend worden hoeveel gram Al(OH)3 en hoeveel gram AlO(OH) in deze hoeveelheid bauxiet aanwezig zijn.


e Geef deze berekening.

Deel met je vrienden:


De database wordt beschermd door het auteursrecht ©tand.info 2017
stuur bericht

    Hoofdpagina