## 6.1 Overzicht productiemethodes

De Kwik-methode

Natronloog wordt nooit als hoofdproduct geproduceerd, het is een bijproduct bij de fabricage van chloorgas.
Desalniettemin is het een heel handig product: het wordt veel gebruikt voor de fabricage van zeep, kleurstoffen, kunstvezels, de bewerking van katoen, reiniging van vettige substanties, productie van gedemineraliseerd water, om maar iets te noemen. Verder is het een bestanddeel van gootsteenontstopper, ontharingsmiddelen en haarontkrullers, en wordt het in de voedingsmiddelenindustrie als zuurteregelaar gebruikt (E524).

Maar goed, genoeg gepraat. Ik ben van de week op bezoek geweest bij een fabriek in Engeland en had een verborgen camera mee. Die Engelsen produceren natronloog met behulp van de kwikmethode.

Ik wil dat je het filmmateriaal gaat bekijken en alle relevante informatie eruit haalt, zodat we hier in de Virtuele Fabriek ook een productielijn kunnen gaan opzetten.

Halber Fritz zal je helpen.

Bekijk het eerste stukje van de filmopnamen. Hierin wordt duidelijk gemaakt:

- waar de producten voor gebruikt worden,
- welke twee factoren de locatie van de fabriek gunstig maken,
- welke halfreacties precies plaatsvinden,
- wat een uitdaging is bij de bouw van de elektrolysecel,
- welke twee productiemethoden worden gebruikt.

Maak in je labjournaal aan de hand van bovenstaande punten een samenvatting van het filmpje.

In het filmpje wordt gesproken van kathode en anode. Dit zijn prachtige begrippen en verdienen het om wat langer bij stil te staan.

Een kathode is de pool/elektrode waar de reductie-halfreactie plaats vindt. Let op: dit is dus de pool/elektrode waar de oxidator reageert; die wordt gereduceerd. Een anode is de pool/elektrode waar de oxidatie-halfreactie plaats vindt, dus daar reageert de reductor; die wordt geoxideerd.
Een oxidator wordt in een reductie-reactie gereduceerd en wordt dan een reductor. De halfreactie van een oxidator noemen we een reductie.
Een reductor wordt in een oxidatie-reactie geoxideerd en wordt dan een oxidator. De halfreactie van een reductor noemen we een een oxidatie.
Best verwarrend hè. Lees het nog maar een paar keer, tot je de schoonheid ervan inziet.

Een kathode kan een min-pool zijn, maar ook een plus-pool, afhankelijk van wat de situatie is. In een elektrolyse is de kathode altijd de minpool: daar waar de oxidator wordt gereduceerd. In een elektrochemische cel is de kathode juist de pluspool. De anode, de plek waar de reductor wordt geoxideerd, is in een elektrolyse-opstelling de pluspool, en in een elektrochemische cel de minpool.

In het tweede stukje van de filmopnamen wordt duidelijk gemaakt:

- hoe het productieproces precies in elkaar steekt: het blokschema,
- wat de productiegegevens zijn (hoeveel elektrolysecellen, welke opbrengst, de benodigde stroom).

Bekijk het tweede stukje van de filmopnamen en maak in je labjournaal aan de hand van bovenstaande punten een samenvatting van het filmpje, door een compleet blokschema te tekenen en daaronder de productiegegevens te zetten.

Ik heb hier al een start met het blokschema gemaakt; die kun je als basis gebruiken en verder af tekenen (bijv. in Paint, of uitprinten en met pen aftekenen en er dan een foto van maken die je in je labjournaal weer terug zet). Er ontbreken alleen nog pijlen en stofstromen.

Controle van de opbrengst

Heb je de productiegegevens goed genoteerd? Ik wil namelijk dat je daarmee berekent of de chloorgas opbrengst die ze beweren te halen, klopt met de stroomsterkte die ze zeggen te gebruiken.

Maak die controle-berekening in je labjournaal. Behalve de gegevens die je al hebt genoteerd in je labjournaal, heb je nog het volgende gegeven nodig: per mol elektronen wordt 9,64853 × 104 Coulomb lading getransporteerd.

Feedback:

Reken de stroomsterkte om naar hoeveelheid lading in Coulomb en dan naar hoeveelheid elektronen. Via de halfreactie kun je de hoeveelheid chloorgas berekenen (molverhouding). Als je het goed hebt gedaan, kom je uit op 0,26 ton.

Berekening rendement

Goed, de opbrengst zelf zegt natuurlijk nog niets over het rendement van het hele proces. En als het rendement laag is, levert het me veel te weinig op.
Ik ben erachter gekomen dat door de hele installatie 2,7 ton pekel per uur stroomt. Ik ben erg benieuwd naar het rendement. Ik kan niet wachten tot je me dat kunt vertellen.

Het rendement van een proces bereken je met de volgende formule:

Rendement = (Werkelijke Opbrengst : Theoretische Opbrengst) X 100%

Uitgaande van hoeveel NaCl er in een verzadigde oplossing zit
en de 0,26 ton per uur opbrengst aan Cl2
kun je dat voor ons berekenen.

Ga daar maar even op puzzelen in je labjournaal.

Feedback:

Het is handig als je uitgaat van de totale reactie vanaf NaCl, want dan kun je de molverhouding tussen Cl2, de stof waarvan je de opbrengst weet, en de uitgangsstof, NaCl, bepalen.
Daarnaast kun je de oplosbaarheid van NaCl in water omrekenen naar massa%, zodat je kunt berekenen hoeveel ton NaCl er in 2,7 ton pekelwater zit.