Examentrainers

Natriumcarbonaat (Na₂CO₃) wordt in de industrie bereid uit de grondstoffen keukenzout (NaCl) en calciumcarbonaat (CaCO₃).
In onderstaand schema is een fabriek weergegeven waarin natriumcarbonaat volgens een continu proces wordt bereid.

schema


In dit schema is alleen aangegeven welke stoffen (al dan niet opgelost) de fabriek binnenkomen en welke stoffen (al dan niet opgelost) de fabriek uiteindelijk verlaten.
In de fabriek wordt per minuut 34,0 kg calciumcarbonaat en 55,0 kg opgelost natriumchloride ingeleid.
Voor de berekening van het aantal kg natriumcarbonaat dat per minuut in de fabriek geproduceerd wordt, moet één van de gegevens 34,0 kg en 55,0 kg niet gebruikt worden.
Welk van de beide gegevens niet bij de berekening gebruikt moet worden, is af te leiden uit het bovenstaande schema.

In het nu volgende blokschema is globaal weergegeven hoe de genoemde fabriek werkt.
Het blokschema is niet compleet. Voor een goed overzicht zijn sommige soorten deeltjes, met name Na⁺{aq), Cl^-(aq) en H₂0(l), alleen aan het begin en aan het eind van het blokschema aangegeven. Links van het blokschema is beschreven welke processen in de fabriek plaatsvinden.

blokschema


Ruimte 1: CaC0₃(s) wordt door verhitting ontleed, waarbij onder andere CO₂(g) ontstaat.

Ruimte 2: NH₃(g) wordt opgelost in een NaCl oplossing.

Ruimte 3: Opgelost NH₃ reageert met CO₂(g): NH₃(aq) + CO₂(g) + H₂0(l) → NH₄⁺(aq) + HCO₃^-(aq)

Ruimte 4: Een gedeelte van het HCO₃^- slaat met Na⁺ neer als NaHCO₃. Het neergeslagen NaHCO₃ wordt door filtratie afgescheiden.

Ruimte 5: NaHCO₃(s) wordt door verhitting omgezet, waarbij onder andere Na₂CO₃(s) en water ontstaan.

Ruimte 6: De uit ruimte 4 afkomstige oplossing wordt verhit, waarbij alle nog aanwezige HCO₃^- wordt omgezet: NH₄⁺(aq) + HC0₃^-(aq) → NH₃(aq) + CO₂(g) + H₂O(l)

Ruimte 7: Men laat de oplossing die uit ruimte 6 komt, reageren met calciumoxide (CaO(s)).

Voor een goede werking van de fabriek moet het aantal mol CaCO₃(s) dat per minuut in ruimte 1 wordt geleid en het aantal mol NH₃(aq) dat per minuut in ruimte 3 wordt ingeleid, zodanig op elkaar worden afgestemd dat in ruimte 3 alle CO₂ reageert met alle NH₃.