[scheikunde] IJzererts

[Laura Van Melkebeke]

Ik denk dat ik in de eerste berekening met de omzetting naar mol een fout heb gemaakt want de molaire massa van ijzerdisulfide is afgerond ongeveer 120 g/mol , dus als ik uitga van 0,82 kg ijzerdisulfide komt dit overeen met 6,83 mol..

Alhoewel, ik heb dit toch wel correct gedaan?

Ik denk dat ik in de eerste berekening met de omzetting naar mol een fout heb gemaakt want de molaire massa van ijzerdisulfide is afgerond ongeveer 120 g/mol , dus als ik uitga van 0,82 kg ijzerdisulfide komt dit overeen met 6,83 mol..

De 2 reacties samen , vragen toch samen 4 mol Ijzerdisulfide? Dus ik deed de initiële 6,83 mol /4 * 13 mol voor het aandeel zuurstof aangezien de 2 reacties samen (15/2 +11/2 = 13) mol zuurstof vragen

[Laura Van Melkebeke]

Ik snap het gewoon even niet vanwege de verwarring .. bij het Deaconproces heb je maar 1 reactie en ga je uit van 100'mol waardoor het makkelijk is om de overmaat aan zuurstof te berekenen. Maar hoe zou je dit dan moeten doen voor 2 reacties zoals hier?

[Jan van de Velde]

 aangezien de 2 reacties samen (15/2 +11/2 = 13) mol zuurstof vragen

die aanpak zou kunnen indien elke reactie precies de helft van het proces voorstelde, maar de verhouding is 40/60 
 
 

 Maar hoe zou je dit dan moeten doen voor 2 reacties zoals hier?

 
dat hebben we hier ....
 
http://sciencetalk.nl/forum/index.php/topic/201740-ijzererts/?p=1074759
 
.... toch al gedaan?  gewoon voor elke reactie apart berekenen en optellen

[Laura Van Melkebeke]

Maar waarom werken we bij dat Deaconproces dan anders? Als ik daar dezelfde procedure vorm dan bij de ijzerertsoefening kom ik weer niet het exacte uit ..

[Laura Van Melkebeke]

4 HCl + 0₂ -> 2 Cl₂ + 2 H₂0 . 85 procent conversie van waterstofchloride : het verbruik van HCl is dus 0,85* 100 mol = -85 mol . Stel nu dat we uitgaan van 100 mol waterstofchloride.. dan hebben we 15 mol van deze stof over. Er wordt dus 85/2 mol dichloor en ook 85/2 mol water gevormd. Ik dacht dat er dus 85/4 mol zuurstof werd 'verbruikt' en dus 1,35 * 85/4 zuurstof moet worden toegevoegd (overmaat van 35 %)

[Pinokkio]

Laura,
ik noemde dat Deacon topic alleen maar om jou, en Jan, eraan te herinneren dat in augustus al bleek dat de overmaat lucht berekend dient te worden worden op de totale HCl voeding, niet op de fractie van de voeding die daadwerkelijk omgezet wordt. Het is dus precies zoals Margriet hier in bericht #11 schreef. Lees dat ook nog eens.
 
Als je nu nog verder wil rekenen aan dat Deacon vraagstuk met HCl doe dat dan in dat topic, niet hier, want anders wordt dit FeS₂ topic een enorme verwarring.
 
Dus plaats je bericht #20 in dat Deacon topic, dan kunnen we er daar.verder mee gaan tot je het helemaal begrepen hebt. En met die ervaring kun je daarna weer in dit topic verder met FeS₂
Dat Deacon vraagstuk is simpeler dan dit, dus zolang je dat vraagstuk niet zelf op kunt lossen heeft het nog geen zin om met dit FeS₂ vraagstuk verder proberen te gaan.
 
Ik hoop dat Jan het hiermee eens is, zo niet dan hoor ik het graag en zal ik me er verder niet meer mee bemoeien.

[Jan van de Velde]

Men werkt helemaal niet anders bij "dat deaconproces", Ik heb hierboven alleen anders gerekend dan jij bij een ander sommetje rond een deaconproces deed. 
Als ik het goed zie was bij  die berekening het doel om antwoorden in procenten te vinden. Dan kán het handig zijn om met 100 te starten ja. 
 
Diezelfde aanpak kun je als je wil ook hier toepassen, maar je zult het nog steeds per reactie apart moeten doen. 
 
EDIT>>>> eens met Pinokkio die vrijwel tegelijkertijd plaatste. 

[Jan van de Velde]

even terug naar wat we berekenden rond die reacties:
 

 

Ik ben uitgegaan van 1kg erts, maw ik heb de gewichtsfractie omgezet naar mol en dan kom ik 6.83 mol ijzerdisulfide uit.

40 % van de 85% die geoxideerd wordt, gaat naar SO₂ dus de uitgaan SO₂ bevat dan 0.40*0.85*6.83 mol *2 (aangezien er dubbel zoveel mollen zijn in de bovenste reactie). ik kom dan 4.64 mol uit.

 

deze klopte, dwz voor de productie van SO₂
voor 4 mol SO₂ is 11/2 (=5,5) mol O₂ nodig 
voor 4,64 mol SO₂ is dus 5,5 : 4 x 4,64 = 6,38 mol 0₂ nodig
 
 
doen we dat vergelijkbaar voor de tweede reactie die zich afspeelt
 
60 % van de 85% die geoxideerd wordt, gaat naar SO₃ dus de uitgaan SO₃ bevat dan 0.60*0.85*6.83 mol *2 (aangezien er dubbel zoveel mollen zijn in de onderste reactie). ik kom dan 6,97 mol SO₃ uit. 
 
voor 4 mol SO₃ is 15/2 (=7,5) mol O₂ nodig 
voor 6,97 mol SO₃ is dus 7,5 : 4 x 6,97 = 13,07 mol 0₂ nodig
 
totaal wordt er dus 6,38 + 13,07 = 19,45 mol O₂ verbruikt in de reacties voor 1 kg ruw erts..
 
 

 
wát is nou eigenlijk voor jou onduidelijk in deze aanpak?
 
De overmaat berekenen komt hierna. Want dáár maakte ik een scheikundefout, overmaat moeten we niet berekenen op wat er werkelijk aan zuurstof nodig is, maar op wat er aan zuurstof nodig zou kunnen zijn indien alle FeS₂ zou wegreageren.
Bovenstaande berekeningen zijn desalniettemin nuttig, want we moeten later ook nog berekenen hoeveel zuurstof ongebruikt uit de oven komt, en daarvoor moeten we dus weten hoeveel er werkelijk wordt verbruikt.  

[Laura Van Melkebeke]

Ik begrijp het nu. Men gaat niet altijd van dezelfde STP condities uit ook, soms wordt er gebruik gemaakt van 273K, en soms van 298 Kelvin, en ook het aandeel van zuurstof in lucht wordt nie altijd op 21% verondersteld. Maar als ik duidelijk bijschrijf van welke omstandigheden ik ben begonnen, is dit ook correct hoop ik

[Pinokkio]

Men gaat niet altijd van dezelfde STP condities uit ook, soms wordt er gebruik gemaakt van 273K, en soms van 298 Kelvin

En soms van 15 ^oC (285 K) en soms van 1 atm, maar soms van 1 bar.
 
Maar dat is niet het echte probleem met dit vraagstuk, want ook de gassamenstelling in het gegeven antwoord is niet te berekenen met de gegevens in het vraagstuk.
 
Alle gewenste antwoorden zijn exact te verkrijgen als men aanneemt dat het erts 84 gew% FeS₂ bevat (i.p.v. 82 gew%) en men bovendien aanneemt dat in de oven 76 % van de FeS₂ geoxideerd wordt (i.p.v. 85 %).
Gegeven luchtovermaat van 40 % en 40 % conversie naar SO₂ zijn wel juist.
 
Zeer slordig van de bedenker van dit vraagstuk. Blijkbaar heeft die clown een deel van de gegevens later aangepast maar vergeten ook het antwoord aan te passen.

[zuigerplas]

Ja, inderdaad een droevige geschiedenis, omdat we het voor de kerstdagen eens waren met de hoeveelheid toegevoerde lucht/kg erts =
3,83 m^3 lucht. (met de oude gegevens), moet nu blijkbaar voor de hoeveelheid gas gerekend worden met de gecorrigeerde waarden. Ik ben daar al mee bezig geweest, maar mijn antwoorden zijn een benadering en vooral het zuurstof percentage klopt niet erg. Om nog meer verwarring te voorkomen zou ik beleefd en heel vriendelijk willen verzoeken, met welke waarden voor zuurstof en stikstof gerekend moet worden om de opgave tot een goed einde te brengen. Lenntech op internet geeft 78,09% N2 en 20,94% O2. Veel succes

[Pinokkio]

Lucht is 21 % zuurstof en 79 % rest, wat voor het gemak beschouwd wordt als alleen stikstof.
 
Die 3,83 m³ lucht (bij 25 ^oC en 1 atm) per kg erts, en de gegeven samenstelling van het ovengas, vindt men alleen als men rekent met de waardes die ik hierboven in bericht #25 noemde.

[zuigerplas]

"eerst zien en dan geloven" Daarom geef ik hier mijn berekening: Stel 1 kg ruwe erts als volgt verdeeld: 840 g FeS2(s) en 160 g inerte stof. We zetten de gewichtsfractie van FeS2(s) om naar mol. FeS2(s)--> 120,0 g/mol, zodat (1 mol/120 g) x 840 g = 7 mol FeS2(s). Er is 40% geoxideerd tot SO2(g). Als volgt: 0,40 x 0.76 x 7 mol x 2 (i.v.m. molverhouding FeS2 : SO2 = 1 : 2) = 2,128 mol SO2(g). Hoeveel zuurstof was hiervoor nodig?
Wel, de molverhouding O2 : SO2 = 5,5 : 4; zodat (5,5/4) x 2,128 mol = 2,926 mol O2(g)
De rest, 60% van 76% FeS2(s) is geoxideerd tot SO3(g); zodat 0,60 x 0,76 x 7 mol x 2 = 6,384 mol SO3(g). De hoeveelheid zuurstof, die hiervoor nodig is geweest? Molverhouding O2 : SO3 = 7,5 : 4, zodat (7,5/4) x 6,384 mol = 11,97 mol O2(g). De totale hoeveelheid zuurstof om SO2 en SO3
te produceren was 2,926 mol + 11

[zuigerplas]

Er ging even iets fout. De totale hoeveelheid zuurstof om SO2 en SO3 te produceren was 2,926 mol + 11,97 mol = 14, 896 mol O2.
Omdat er vanaf nu steeds over lucht gesproken wordt schakelen we ook nu over naar lucht. Lucht bestaat voor 21% uit zuurstof aldus het gegeven. Dus (100/21) x 14,896 mol = 70.9333 mol lucht. Een overmaat van 40% voor de oxidatie: (140/100) x 70,9333 mol = 99,307 mol lucht.
Ook voor de niet geoxideerde FeS2(s) werd lucht toegevoerd: (100/76) x 99,307 = 130,6667 mol lucht. Nu schakelen we over naar een inhoudsmaat: V = (0,0245/mol) x 130,6667 mol = 3,20 m^3 hoeveelheid toegevoerde lucht/kg ijzererts.
Alvorens verder te gaan wacht ik eerst op het commentaar!

[Pinokkio]

0,40 x 0.76 x 7 mol x 2 (i.v.m. molverhouding FeS2 : SO2 = 1 : 2) = 2,128 mol SO2(g).

Daar gaat het al fout.
 
En wellicht zitten er nog meer slordigheden in je berekening.
 
Het is erg vermoeiend voor buitenstaanders om andermans berekeningen te debuggen. Je kent het gewenste antwoord al, dus als je iets anders vindt dan weet je dat je een of meer fouten gemaakt hebt en dus moet je je berekening heel goed controleren voor je het in de groep gooit.