Kemi
Nikkel
21. april 2008 af
julemanden (Slettet)
Hej derude. Håber på lidt hjælp
Nikkel er nyttigt metal, som finder anvendelse mange steder. Cirka 90 % af alt nikkel bruges i legeringer, hovedsageligt i rustfrit stål, og til fornikling af andre metaller og plastik. Men
anvendelsesområdet for nikkel er meget bredere, og det indgår bl.a. i mønter, nysølv, batterier og computere, og det anvendes som katalysator for en række reaktioner. Verdensproduktionen af nikkel var i 2004 på 1,28 mio. tons. En stor del af denne mængde nikkel er ”nyfremstillet”, mens resten fås fra genanvendelse. Nikkel udvindes fra nikkelsulfider, som gennem en række procestrin omdannes til nikkeloxider.
I næstsidste procestrin omsættes nikkel(II)oxid med carbonmonoxid efter reaktionsskemaet
NiO(s) + CO(g) ? Ni(s) + CO2(g) (I)
Det dannede nikkel indeholder urenheder, som fx jern, og det skal derfor renses. Der findes flere rensningsmetoder, bl.a. Mondprocessen. I denne proces reagerer nikkel med carbonmonoxid, og der dannes tetracarbonylnikkel(0)
Ni(s) + 4 CO(g) ? Ni(CO)4(g) (II)
Standardentalpien for Ni(CO)4(g) er -601,58 kJ/mol, og stoffets kogepunkt er 43 oC.
a) Hvor mange tons carbondioxid var der blevet udviklet i forbindelse med omsætningen af nikkel(II)oxid i 2004, hvis alt nikkel blev ”nyfremstillet”?
Er der nogen der kan hjælpe mig lidt?
Nikkel er nyttigt metal, som finder anvendelse mange steder. Cirka 90 % af alt nikkel bruges i legeringer, hovedsageligt i rustfrit stål, og til fornikling af andre metaller og plastik. Men
anvendelsesområdet for nikkel er meget bredere, og det indgår bl.a. i mønter, nysølv, batterier og computere, og det anvendes som katalysator for en række reaktioner. Verdensproduktionen af nikkel var i 2004 på 1,28 mio. tons. En stor del af denne mængde nikkel er ”nyfremstillet”, mens resten fås fra genanvendelse. Nikkel udvindes fra nikkelsulfider, som gennem en række procestrin omdannes til nikkeloxider.
I næstsidste procestrin omsættes nikkel(II)oxid med carbonmonoxid efter reaktionsskemaet
NiO(s) + CO(g) ? Ni(s) + CO2(g) (I)
Det dannede nikkel indeholder urenheder, som fx jern, og det skal derfor renses. Der findes flere rensningsmetoder, bl.a. Mondprocessen. I denne proces reagerer nikkel med carbonmonoxid, og der dannes tetracarbonylnikkel(0)
Ni(s) + 4 CO(g) ? Ni(CO)4(g) (II)
Standardentalpien for Ni(CO)4(g) er -601,58 kJ/mol, og stoffets kogepunkt er 43 oC.
a) Hvor mange tons carbondioxid var der blevet udviklet i forbindelse med omsætningen af nikkel(II)oxid i 2004, hvis alt nikkel blev ”nyfremstillet”?
Er der nogen der kan hjælpe mig lidt?
Svar #1
21. april 2008 af Jelly (Slettet)
Først beregnes stofmængden af nikkel.
1,28mio ton = 1,28*10^12g
M(Ni) = 58,69g/mol
M(CO2)=44,01g/mol
n=m/M = 1,28*10^12g/58,69g/mol = 2,18095*10^10mol
Nikkel og carbondioxid indgår i forholdet 1:1. Derfor er stofmængden den samme for nikkel som den er for carbondioxid.
Massen for carbondioxid er derfor:
m=n*M = 2,18095*10^10mol*44,01g/mol =9,5983*10^11 g =
9,5983*10^5 tons carbondioxid
1,28mio ton = 1,28*10^12g
M(Ni) = 58,69g/mol
M(CO2)=44,01g/mol
n=m/M = 1,28*10^12g/58,69g/mol = 2,18095*10^10mol
Nikkel og carbondioxid indgår i forholdet 1:1. Derfor er stofmængden den samme for nikkel som den er for carbondioxid.
Massen for carbondioxid er derfor:
m=n*M = 2,18095*10^10mol*44,01g/mol =9,5983*10^11 g =
9,5983*10^5 tons carbondioxid
Svar #2
21. april 2008 af julemanden (Slettet)
Jep det var også det tal jeg lige har fundet.
Dvs. ca. 0,96 mio tons.
Det passer også med min facit liste
I en lukket beholder findes carbonmonoxid ved en given temperatur.Trykket i beholderen er 1,00 bar.
Der tilsættes nikkel med urenheder, og reaktion II forløber til ligevægt. Temperaturen fastholdes, og når ligevægten er nået, har 80 % af carbonmonoxiden reageret.
c) Vis, at partialtrykket af såvel carbonmonoxid som af tetracarbonylnikkel(0) er 0,20 bar ved ligevægt.
I opgave b har jeg udregnet tilvæksten i enthalpi til -159,46 kJ/mol, hvis dette kan bruges til noget
Kan du hjælpe her?
Dvs. ca. 0,96 mio tons.
Det passer også med min facit liste
I en lukket beholder findes carbonmonoxid ved en given temperatur.Trykket i beholderen er 1,00 bar.
Der tilsættes nikkel med urenheder, og reaktion II forløber til ligevægt. Temperaturen fastholdes, og når ligevægten er nået, har 80 % af carbonmonoxiden reageret.
c) Vis, at partialtrykket af såvel carbonmonoxid som af tetracarbonylnikkel(0) er 0,20 bar ved ligevægt.
I opgave b har jeg udregnet tilvæksten i enthalpi til -159,46 kJ/mol, hvis dette kan bruges til noget
Kan du hjælpe her?
Svar #3
21. april 2008 af Jelly (Slettet)
c)
Hvis vi anvender idealgasligningen i denne opgave, er n og P ligefremproportionale når T og V holdes konstante:
p= (n*R*T)/V,
Nu kan vi så finde partialtrykkende ved ligevægt, ved at opskrive reaktionsskemaet:
Ni(s) + 4CO(g) <--> Ni(CO)4 (g)
Ved start er 0 bar ved Ni(CO)4 (g) og praktisk taget ingen ved Ni(s). Der er endvidere 1,0 bar ved Co(g)
ved ligevægt er der så 0,2*1,0bar CO(g) ved ligevægt(20%) og der er (0,8*1,0bar)*1/4 bar= 0,2 bar ved Ni(CO)4(g) (0,8 kommer fra 80%, og 1/4 er forholdet ifølge reaktionsskemaet)
Dermed er det ønskede vist.
Hvis vi anvender idealgasligningen i denne opgave, er n og P ligefremproportionale når T og V holdes konstante:
p= (n*R*T)/V,
Nu kan vi så finde partialtrykkende ved ligevægt, ved at opskrive reaktionsskemaet:
Ni(s) + 4CO(g) <--> Ni(CO)4 (g)
Ved start er 0 bar ved Ni(CO)4 (g) og praktisk taget ingen ved Ni(s). Der er endvidere 1,0 bar ved Co(g)
ved ligevægt er der så 0,2*1,0bar CO(g) ved ligevægt(20%) og der er (0,8*1,0bar)*1/4 bar= 0,2 bar ved Ni(CO)4(g) (0,8 kommer fra 80%, og 1/4 er forholdet ifølge reaktionsskemaet)
Dermed er det ønskede vist.
Skriv et svar til: Nikkel
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.