TRABAJO EXPERIMENTAL Nº2

RESUMEN

En el presente informe de laboratorio se valido la ecuación de balance de masa en el proceso de mezcla intermitente para lo cual se tomaron datos de volúmenes y densidades de las soluciones como ser del agua y del cloruro de sodio tanto como sus concentraciones

Nº de recipiente

Densidad (gr/ml)

Concentración (de tablas)

Volumen medido (ml)

NaCl 1.1 16 % 250

H2O 1 100% 350

Mezcla 1.05 8% 598

Con los datos obtenidos se sacaron sus respectivas masas del agua y del cloruro de sodio para hacer el balance de masa y así poder validar la ecuación de balance de masa en el proceso de mezcla intermitente cuyo resultado de concentración es:

valor teoricode mezcla=7.04%

Y el valor de la concentración experimental es:

valor experimental demezcla=8%

Con lo cual se puede observar que el valor encontrado está muy cerca al valor experimental

BALANCE DE MASA EN UN PROCESO

INTERMITENTE DE MEZCLA

1. INTRODUCCION

Los procesos químicos pueden clasificarse en intermitentes (batch), continuos o semiintermitentes (semibatch), y como estacionarios (en régimen permanente) o transitorios. Antes de escribir un balance de materia sobre un proceso, debes saber en cuál de estas categorías se clasifica

Procesos intermitentes

La alimentación se introduce al sistema al principio del proceso, y todos los productos se extraen juntos tiempo después. No existe transferencia de masa en las fronteras del sistema entre el tiempo en que se realiza la alimentación y el tiempo en que se extrae el producto

Ejemplo se añade rápidamente reactivos a un tanque y tiempo después cuando el sistema a alcanzado el equilibrio, se retira los productos y losa reactivos no consumidos

1.1 PRINCIPIOS TEORICOS

La aplicación de la ecuación general de balance de masa para cualquier sistema de proceso y régimen de trabajo ya sea por el contenido de masa total o especie atómica y molécula r es expresado en los siguientes términos

ENTRADA + GENERACION = CONSUMO + SALIDA + ACUMULACION

Para sistemas intermitentes (discontinuo), la ecuación de aplicación para el balance de masa deducida de la ecuación general anterior, es la siguiente

ENTRADA INICIAL +GENERACION =CONSUMO +SALIDA FINAL

Donde la entrada inicial y salida final se interpretan como la alimentación y eliminación de productos de una sola vez , de tal manera que la masa no atraviesa los limites del sistema entre el momento de alimentación y el momento de vaciado del producto .Esta ecuación resulta idéntica para procesos continuos en régimen permanente con la excepción en la interpretación que se ha mencionado .

(Entra a través de los límites del sistema)

(Producido dentro del sistema)

(Consumido dentro del sistema)

(Sale a través de los límites del sistema)

(Acumulación dentro del sistema)

1.2 OBJETIVOS

Validar la ecuación de balance de masa en el proceso de mezcla intermitente contrastando las mediciones experimentales con los valores obtenidos de la aplicación de balance de masa.

2. METODOLOGIA

2.1 DESCRIPCION DE EQUIPO Y MATERIAL

Solución de sal común Agua de la red de provisión. Tres recipientes, cada uno de 3 litros de capacidad 3 probetas, cada una de 500 ml Densímetro Equipo de agitación

2.2 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Preparar en dos de los recipientes, soluciones de sal con concentraciones que serán asignados por el jefe de laboratorio

Haciendo uso del densímetro, determinar los valores de la densidad de cada solución que se ha preparado.

Introducir en cada bureta, determinado volumen de solución. En el tercer recipiente, proceder a la mezcla de los volúmenes de solución. Medir el volumen de la mezcla y la densidad correspondiente. Establecer el balance total y las ecuaciones de balance por componentes. Identificar cada término y su valor correspondiente con las mediciones efectuadas. Tomando como base de datos de las soluciones iníciales, el volumen y densidad

de la mezcla final, resolver el sistema de ecuaciones para determinar la concentración final.

Compare el valor de las concentraciones final obtenida por balance de masa con el valor experimental determinado y calcule el error experimental.

2.3 TRATAMIENTO DE DATOS

DATOS

T=20ºC, porcentaje de la mezcla a 20 ºC 16% dato tomado del manual del Perry

Nº de recipiente Densidad (gr/ml) Concentración (de tablas) Volumen medido (ml)

NaCl 1.1 16 % 250

H2O 1 100% 350

Mezcla 1.05 8% 598

CALCULOS.

ρ=mV

❑⇒

m=ρ∗V

Para el NaCl

mNaCl= ρNaCl∗V NaCl

mNaCl=1,1grml

∗250ml

mNaCl=275 gr

Para el agua

mH2O=ρH 2OV H 2O

mH2O=1grml

∗350ml

mH2O=350gr

Para la mezcla de NaCl + H2O

mmezcla=ρmezclaV mezcla

mmezcla=1.05grml

∗598ml

mH2O=627.9gr

realizando el balance de masa

E+G=C+S+A

E=S

BALANCE EN TODO EL SISTEMA

Balance global

mH2O+mNaCl=mmezcla

mmezcla=350 (gr )+275(gr )

mmezcla=625 (gr )

Balance por componente NaCl

mNaCl∗xNaCl=mmezcla∗xNaaCl

xNaaCl=mNaCl∗xNaClmmezcla

xNaaCl=275 (gr )∗0.16625(gr )

xNaaCl=0.0704

xNaaCl=7.04%

mH2O=350(GR ) mNaCl=275 (gr)

X NaCl0.16

mmezcla=625 (gr )

X NaCl=0.0704

MEZCLADO

3. CONCLUSIONES

Se valido la ecuación de balance de masa en un proceso de mezcla intermitente con los datos obtenidos en laboratorio de entrada y salida del proceso con las cuales se determino la concentración de mezcla con un valor de 7.04% de valor teórico con lo cual estamos muy cerca del valor experimental ya que es de un 8%

valor teoricode mezcla=7.04%

valor experimental demezcla=8%

4. BIBLIOGRAFIA

LAB. CINETICA Y DISEÑO DE REACTORE ( Ing. Jorge Amusquivar Fernández)

PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LOS PROCESOS QUIMICOS (Felder)