[Eline]

Opdracht:
De productie van methanol is een proces dat op grote schaal wordt toegepast. Koolstofmono-oxide reageert met waterstof tot gasvormig methanol. De reactie wordt uitgevoerd in aanwezigheid van een katalysator bij een temperatuur van 260 tot 270 °C en een druk van 100 bar. Er wordt een warmtewisselaar gebruikt om de temperatuur niet te hoog te laten oplopen. Op deze manier wordt een opbrengst van 10% methanol bereikt. Als er echter bij een hogere druk wordt gewerkt, dan neemt de opbrengst aanzienlijk toe. De productie van methanol is een proces dat op grote schaal wordt toegepast. Koolstofmono-oxide reageert met waterstof tot gasvormig methanol. Bereken met behulp van de vormingswarmten en verdampingswarmten de reactiewarmte ΔE (Binas tabel 57A en 59B).

Antwoord nakijkboek:
ΔE = Evorming (reactieproducten) – Evorming (beginstoffen) + Everdamping
ΔE = −2,39∙105 – (–1,105∙105) + 0,37·105 = −0,92∙105 J mol−1

Vraag:
Ik snap dat er Everdamping bij moet, want de vormingswarmte van methanol (binas 57B) is als vloeistof gegeven en het is niet alleen maar vloeistof, 10% is gas. Maar wat ik niet snap is dat ze dat gewoon erbij optellen, niet rekening houdend dat het maar 10% is of ja gewoon bij het totaal optellen. Zou iemand het hele stuk van + Everdamping kunnen uitleggen, zodat ik het beter begrijp en weet wat ik moet doen bij eenzelfde opdracht met andere gegevens?

[Siebe Lekanne Deprez]

Hey Eline,

Goed dat je het vraagt! Je hebt correct de formule van de reactiewarmte ΔE opgeschreven en uitgewerkt.

Het deel van de ‘+ Everdamping’ slaat op het feit dat de ontstane methanol van de vloeibare fase naar de gasfase word gebracht. Waarom je dit specifiek erbij optelt, is omdat de verdampingsenergie opeens een grote sprong in energie is waardoor je het expliciet erbij moet optellen.

Let wel op (hier ontstaat waarschijnlijk je verwarring) dat de reactiewarmte in de eenheid J per mol is. Er wordt hier inderdaad geen rekening gehouden met de 10% conversie omdat dit de algemene reactiewarmte is, te herkennen aan het ‘per mol’ gedeelte. Als je de 10% zou willen beschouwen, dan moet je simpelweg de hele reactiewarmte keer 0.10 (=10%) doen omdat je maar 10 % conversie hebt.

Dit betekent echter niet dat je alleen de ‘+ Everdamping’ keer 0.10 moet doen, want dan zeg je in feite dat er 100% conversie van methanol is waarvan 10% in de gasfase is (want de ‘Evorming’ en ‘Evorming’ doe je niet keer 0.10). Dit is niet correct.

Dus de ‘+ Everdamping’ staat op de verdampingsenergie van methanol waarbij met de reactiewarmte ΔE het algemene scenario beschrijft met 100% conversie. Hierin is nog niet de 10% conversie meegenomen. Als je vervolgens ΔE (en niet alleen ‘+ Everdamping’) keer 0.10 doet, dan heb je de reactiewarmte voor de 10% conversie.

Ik hoop dat dit het wat duidelijker maakt!

[Auteur]

Berichten