## 7.1 Overzicht productiemethodes

Mogelijkheden productiemethoden

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.

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 en het zuiveren van staal. Ook wordt het in de voedingsmiddelenindustrie net als natronloog als zuurteregelaar gebruikt (E507), teveel om allemaal op te noemen.

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.

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 een productielijn mee 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 stap 3, zoals je in onderstaand filmpje kunt zien.
Bedenk aan de hand van dit filmpje welke extra maatregelen we zouden moeten nemen voor productiemethode A]. Noteer je antwoord in je labjournaal.

B] We kunnen gebruik gaan maken van het door 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.

Om de algehele (totaal-) reactievergelijking te krijgen, tel je alle deelreacties uit de verschillende stappen van het productieproces bij elkaar op. Vaak werkt het trouwens simpeler om goed te kijken welke stoffen er worden gebruikt als grondstoffen en die voor de pijl te zetten en welke stoffen er geproduceerd worden en die na de pijl te zetten en de vergelijking dan kloppend te maken.
Bij A] begin je namelijk met natriumchloride en water en eindig je met natronloog en HCl.

Als je eruit bent, laat het dan controleren door mij of je docent.