# Beitsen en verzinken

IJzeren voorwerpen kunnen tegen corrosie worden beschermd door ze te ‘verzinken’. Deze voorwerpen worden eerst enige tijd in een bad met ‘beitszuur’ gehangen om reeds aanwezig roest (Fe2O3.3H2O) te verwijderen. Beitszuur is zoutzuur dat ongeveer 50 gram opgelost HCl per liter bevat. Daarbij treedt een reactie op die hieronder onvolledig is weergegeven:
Fe2O3.3H2O + … H+ → … Fe3+ + … H2O

Na het beitsen worden de ijzeren voorwerpen in een bad met vloeibaar zink gedompeld. Hierdoor wordt een laagje ijzer-zinklegering gevormd op het voorwerp.

Op een website over thermisch verzinken wordt vermeld dat de temperatuur van het zink in het bad ongeveer 400 °C moet zijn. Piet merkt op dat dat niet juist kan zijn en zegt: “een temperatuur van 400 °C is niet hoog genoeg.”

De voorwerpen worden met behulp van gereedschappen uit het beitsbad gehaald en in het zinkbad gedompeld. Het beitsbad raakt daardoor verontreinigd. Hierbij ontstaan ZnCl42– ionen. Wanneer deze ionen niet verwijderd worden, moet het verontreinigde zuur uit het beitsbad worden
afgevoerd als chemisch afval. Daarom wordt het verontreinigde afvalzuur door een zogenoemde selectieve ionenwisselaar geleid. De ZnCl42– ionen worden in de ionenwisselaar gebonden. Voor elk ZnCl42– ion dat wordt gebonden, komen twee OH– ionen vrij.

Het proces dat hiervoor is beschreven kan vereenvoudigd wordenweergegeven met een blokschema. Dit blokschema bevat drie blokken en vijf stofstromen:
- bad met beitszuur
- bad met zink
- ionenwisselaar
A: afvalzuur zonder ZnCl42– ionen
B: afvalzuur met ZnCl42– ionen
C: ijzeren voorwerpen met roest
D: ijzeren voorwerpen zonder roest
E: verzinkte ijzeren voorwerpen

Het afvalzuur waaruit de ZnCl42– ionen zijn verwijderd, kan worden gebruikt voor de productie van ijzer(III)chloridesulfaat (FeClSO4).

Piet vraagt zich af of de in deze opgave beschreven methode waarmee met het afvalzuur wordt omgegaan in overeenstemming is met het cradle-to-cradle principe. Hij vindt op www.duurzaamheid.nl dat de cradle-to-cradle ontwerpstrategie “ervan uitgaat dat alle materialen een
voortdurende en blijvende waarde houden en steeds weer in gesloten kringlopen van productie, gebruik en recycling kunnen worden opgenomen.”

FeClSO4 wordt gebruikt in de afvalwaterzuivering om fosfaationen te verwijderen. De ijzer(III)ionen uit het ijzer(III)chloridesulfaat reageren met de fosfaationen, waarna het fosfaathoudende reactieproduct uit het afvalwater kan worden verwijderd. Het gezuiverde afvalwater wordt uiteindelijk op het oppervlaktewater geloosd.