Welkom nogmaals in deze productieruimte. Het is de bedoeling dat hier zoveel mogelijk zoutzuur geproduceerd gaat worden. Halber Fritz zal je de ins and outs vertellen. Ik heb geen tijd, dat begrijp je inmiddels wel.

Help Halber Fritz zodat hij mij en Prof. Vitriool straks goede adviezen kan geven over de beste op te zetten productielijn.

 

 

 

 

 

 

• Goed, allereerst heeft je docent mij gevraagd om je nog eens nadrukkelijk erop te wijzen dat zoutzuur geen HCl is. HCl is namelijk het gas waterstofchloride en zoutzuur is de oplossing van HCl in water. Omdat HCl een sterk zuur is, zul je in zoutzuur geen HCl-molecuul tegenkomen, maar alleen H₃O⁺ en Cl⁻ deeltjes, en watermoleculen natuurlijk.
• Waarom zoutzuur produceren? Zoutzuur is een gewild product: in laboratoria wordt het veel gebruikt om de pH van oplossingen te reguleren. Verder wordt het gebruikt bij het looien van leer, het etsen van printplaten, het zuiveren van staal, en wordt het in de voedingsmiddelenindustrie net als natronloog als zuurteregelaar gebruikt (E507), teveel om allemaal op te noemen.
• OK, dan nu naar de productiemethoden. Om zoutzuur te maken, moet je dus eerst HCl produceren, wat je dan als laatste stap in water laat oplossen.
• Tegenwoordig wordt de grootste hoeveelheid HCl gevormd als bijproduct bij de productie van chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's), bijvoorbeeld Teflon, Freon en PVC. Omdat we die koolwaterstoffen niet in de Virtuele Fabriek maken, valt die productiewijze voor ons af.

 

Voor de Virtuele Fabriek zijn er twee bestaande productiemethoden die het meest voor de hand liggen om op te zetten, omdat we dan gebruik kunnen maken van eigen producten als grondstoffen. Hieronder bespreek ik ze bij A] en B]:

 

A] we kunnen gebruik gaan maken van het geproduceerde waterstofgas en chloorgas uit de natronloogproductieruimte.

Hieruit kan via de reactie H₂ + Cl₂ → 2HCl, en aansluitend oplossen in water, zoutzuur geproduceerd worden.
In totaal heeft de productie van zoutzuur op deze manier vier stappen:

1. Natriumchloride oplossen in water;
2. Via elektrolyse productie van H₂ en Cl₂;
3. Uit de gassen uit stap 2 wordt HCl gemaakt;
4. Dit wordt opgelost in water.

Klinkt simpel, toch! Er zitten echter wel wat haken en ogen aan voor voor stap 3, zoals je in onderstaand filmpje kunt zien.
Bedenk aan de hand van onderstaand filmpje welke extra maatregelen we zouden moeten nemen voor productiemethode A]. Noteer je antwoord in je labjournaal.

 

 

B] We kunnen gebruik gaan maken van ons geproduceerde zwavelzuur.

Als je zwavelzuur bij vast natriumchloride doet ontstaat er natriumwaterstofsulfaat en HCl (stap 1).
Dit gebeurt al bij kamertemperatuur. Als je het vervolgens verhit tot boven 200 °C, dan kan natriumchloride reageren met het gevormde natriumwaterstofsulfaat tot meer HCl en natriumsulfaat (stap 2).
Als laatste het HCl laten oplossen in water (stap 3).

De bovengenoemde stappen zijn in het filmpje hieronder te zien.

Noteer tijdens het bekijken van het filmpje in je labjournaal de gegevens over de stoffen die voorbij komen. Die heb je later nodig!
Uit het productie-stukje heb je de volgende gegevens nodig:

 

• hoeveelheid natriumchloride
• hoeveelheid en molariteit zwavelzuur

Uit het stukje over opbrengst-analyse heb je het volgende gegeven nodig:

• molariteit zoutzuur

Zo, nu heb je een beeld gekregen van de twee productiemanieren.
Om de genoemde productiemethoden A] en B] goed te kunnen vergelijken, is het handig om de algehele (totaal-) reactievergelijking van beide methoden eerst te bepalen.
Schrijf in je labjournaal de totaalreacties van de productiemethoden A] en B]. Omdat beide methoden als laatste stap hebben het oplossen van het gevormde HCl in water, laat je die stap voor het gemak even weg uit beide algehele reactievergelijkingen.