KEMIA.nl
KEMIA.nl
Sfaleriet
Sfaleriet is een mineraal en wordt gebruikt als grondstof voor het produceren van zink. Sfaleriet bestaat uit zinksulfide, met de formule ZnS(s). De eerste stap voor de productie van zink, is het zogenaamde roosten. Hierbij wordt zinksulfide verhit in aanwezigheid van zuurstof. Hierbij treedt de volgende reactie op:
… ZnS(s) + … O2(g) … ZnO(s) + … SO2(g)
1 Neem de bovenstaande reactievergelijking over en maak deze kloppend. Het brokje sfaleriet dat hier is afgebeeld, heeft een massa van 175 g. Stel dat het volledig uit zinksulfide bestaat en dat je hier zink uit wil winnen.
2 Bepaal de massaverhouding van de reactie m.b.v. de atoommassa’s uit het periodiek systeem.
3 Bereken hoeveel gram zuurstof nodig is voor het roosten van dit brokje sfaleriet.
4 Laat met een berekening zien dat er bij het roosten 146 g zinkoxide ontstaat. Om vervolgens het metaal zink te produceren uit zinkoxide, laat men het reageren met koolstofpoeder. Hierbij treedt de volgende reactie op:
… ZnO(s) + … C(s) … Zn(s) + … CO2(g)
5 Neem de bovenstaande reactievergelijking over en maak deze kloppend. Het gevormde zinkoxide uit opgave 4 (146 g) wordt met behulp van deze reactie omgezet, zodat het metaal zink ontstaat.
6 Bepaal de massaverhouding van de reactie m.b.v. de atoommassa’s uit het periodiek systeem.
KEMIA.nl
Woodsmetaal
Woodsmetaal is een bijzondere legering. Het heeft namelijk een vrij laag smeltpunt van ongeveer 70 °C en een dichtheid van 9,4 g/cm3. Omdat het zo’n laag smeltpunt heeft, wordt het onder andere gebruikt in
sprinklerinstallaties. Een stukje woodsmetaal zit in de leiding en houdt het water tegen. Dat heet een smeltklep. Bij brand zal de smeltklep snel smelten en uit de leiding lopen, zodat de sprinkler begint te sproeien.
8 Leg uit wat een legering is.
9 Leg uit waarom het woordje “smeltpunt” eigenlijk onjuist is. Woodsmetaal is een legering van de volgende metalen: 50,0 massa% bismut (Bi)
25,0 massa% lood (Pb) 12,5 massa% tin (Sn)
12,5 massa% cadmium (Cd)
Een smeltklep bevat cilinder woodsmetaal. De diameter van de cilinder is 0,50 cm en de lengte is 3,0 cm.
10 Bereken hoeveel gram cadmium de smeltklep bevat.
11 Leg uit waarom de smeltkleppen van woodsmetaal tegenwoordig vaak worden vervangen.
KEMIA.nl
Uitwerkingen
1 2 ZnS(s) + 3 O2(g) 2 ZnO(s) + 2 SO2(g) 2 194,88 : 96,00 : 162,76 : 128,12 3 ZnS: m = 175 g O2: 175 96,00 86 g 194,88 m 4 ZnO: 175 162,76 146 g 194,88 m 5 2 ZnO(s) + C(s) 2 Zn(s) + CO2(g) 6 162,76 : 12,01 : 130,76 : 44,01 7 Zn: 146 130,76 117 g 162,76 m
8 Een legering is een mengsel van metalen.
9 Een mengsel heeft een smelttraject, geen smeltpunt. 10 Woods: V = π · r2 · h = π · (0,25)2 · 3,0 = 0,59 cm3
ρ = 9,4 g/cm3
m = ρ · V = 9,4 · 0,59 = 5,5 g
Cd: massa% = 12,5 massa% m = 0,125 · 5,5 = 0,69 g
