balances de materia
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7/17/2019 balances de materia
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LICENCIATURA
Ingeniería Química Industrial
SEMESTRE
4°
GRUPO
1
ASIGNATURA
Balances de Materia
PROFESOR
Luis Flores Pren
INTEGRANTES
Cervantes Cervantes Diego Ivan
Esquivel osado Clara María
P!re" Castilla odol#o
FECHA DE ENTREGA
$% &'BIL&$%1(
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1. )na me"cla de *ro*ano + ,utano se quema con aire- El an.lisis *arcial de los gases de
com,usti/n indica los siguientes *orcenta0es en volumen en ,ase seca2 %-%($3 de
C567 %-%($3 de C461% 1-47 de C8 + 3-1$ de C8$- El gas de com,usti/n est. a la
*resi/n de 37% mm 6g + el *unto de rocío del gas es 49-( ° C-
Calcular2a: La com*osici/n molar del gas com,usti,le
,: El *orcenta0e de e;ceso de aire utili"ado
c: La conversi/n + selectividad de cada una de las reacciones
• Base de c.lculo
1%%<gmol
C567=1%%>;:
C461%=1%%>1?;:
• eacciones
C567 @ (8$ A 5C8$ @ 46$8C567 @ 5-(8$ A 5C8 @ 46$8C461% @ 9-(8$ A 4C8$ @ (6$8C461% @ 4-(8$ A 4C8 @ (6$8
• Corrigiendo gases de cimenea
C567=%-%($3%-%=%-%4345C461%=%-%($3%-%=%-%4345C8=1-47%-%=1-55$C8$=3-1$%-%=9-4%7
6$8=1%
':
67
61%
P=780mmHg
Base seca. Tr=46.5°C
C3H8=0.0527%
C4H10=0.0527%
CO=1.48%
CO2=7.12%
Quemador
ɳ =¿
.! e"
e#ceso $
P&H2O'46.5°C=10.40()a
P)arc*a+=P&H2O'46.5°C=10.40()a
,H2O=10.40-103.657=0.10
,.!=0.0
,H2O=78.0256mmHg-780mm
Hg=0.100
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C / 567= C / 461%=%-%4345 A ases de cimenea
C / 567= C / 461%=(% A Com,usti,le alimentado
Base de cálculo (100kgmol)
Entradas C567=1%%>%-(:=(%gmol
C461%=1%%>1?%-(:(%<gmol
Aire alimentado
O2 necesario
=
50 KgmolC 3 H
8∗
(
5kgmolO2
1 KgmolC 3 H 8
)+50kgmolC
4 H
10∗
(
6.5O2
1 KgmolC 4 H 10
)=575 Kgmol O
2
O2 exceso =(3( gmol 8$>G:
8$ alimentado= 575+575ε∗( 7921)
Gases de !imenea"
C567=(%<gmol>1? ɳ :
C461%=(%>1? ɳ :
C8$= 50 (ɳ ) ( ʂ )(31 )+50 (ɳ ) ( ʂ )( 41 )=50ɳʂ (7)=350ɳʂ
C8= 50 (ɳ ) (1− ʂ )(3
1 )+50 (ɳ ) (1− ʂ)(
4
1 )=350ɳ (1− ʂ)
6$8= 50ɳ ( ʂ )( 41 )+50ɳ (1− ʂ )( 41 )+50ɳ ( ʂ )( 51 )+50ɳ (1− ʂ)(51 )
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= 50ɳ ( ʂ )(91 )+50ɳ (1− ʂ)(91 ) = 450ɳ ( ʂ)+450ɳ (1− ʂ )=¿
450ɳ ( ʂ+1− ʂ )=450ɳ
8$= 575 (1+ε )−(50ɳʂ(51 )+50ɳ (1− ʂ )(3.51 )+50ɳ ( ʂ )(6.51 )+50ɳ (1− ʂ)(4.51 ))
= 575 (1+ε )−
(50ɳʂ
(
11.5
1
)+50ɳ (1− ʂ)(8)
)= 575 (1+ε )−(50ɳ (11.5 ʂ+8−8 ʂ ))
= 575 (1+ε )−(50ɳ (3.5 ʂ+8))
H$=$195-%($ >1@ ε ¿
Cal#lando ʂ
CO 2
CO =
6.408
1.332=
350ɳʂ
350 ʂ(1− ʂ )
178
37 =
s
(1− ʂ)
ʂ=0.8279
Cal#lando n
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C 4 H 10
H 2 O =
0.0527
10 =
50(1−ɳ )450ɳ
=5.27 x10−3
2.3715ɳ =50−50ɳ
52.3715ɳ =50
ɳ =0.9547
Cal#lando el $ de ε utilizado
8$ + H$ A ases de cimenea
O2+ N 2=575 (1+ε )−(50n (3.5 ʂ+8 ) )+2165.0952(1+ε )
3.5 (0.8279 )+850(0.9547)(¿)+2163.0952 (1+ε )
O 2+ N 2=575 (1+ε )−¿
O2+ N 2=2738.0952 (1+ε )−520.1993
6$8= 450ɳ
= 450 (0.9547 )=429.615
O 2+ N 2
H 2 O =
2738.0952 (1+ε )−520.1993
429.615=
82.79
10
2738.0952 (1+ε )−520.1993=3556.7825
2738.0952 (1+ε )=4076.9818
2788.0952 ε=4076.9818−2738.4952
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2788.0952 ε=1338.8866
ε=0.4802
ε=48.021
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%. Los solventes arro0ados en o*eraciones industriales *ueden llegar a convertirse
en contaminantes im*ortantes si no se dis*one de ellos en #orma a*ro*iada- )n
estudio cromatogr.#ico del des*erdicio de los gases de com,usti/n de una *lanta
de #i,ras sint!ticas tiene el siguiente an.lisis en *orcenta0e molar2 C$ 4% 8$
1% + 6$8 (% - e dis*one de 1(3(% m5 de gases medidos a 7%% mm6g + 1$%
JC-
e a sugerido que se dis*onga del gas quem.ndolo con un e;ceso de aire- Los
*roductos de la com,usti/n gaseosa son arro0ados entonces al aire a trav!s de
una cimenea- Los reglamentos locales en cuanto a la contaminaci/n del aire
esta,lecen que ningKn gas de com,usti/n de,e contener m.s del $ de 8 5 en
,ase seca- Calcule el *orcenta0e mínimo de aire en e;ceso que se de,e utili"ar
*ara cum*lir con el reglamento-
Des*u!s de la com,usti/n del gas se encontr/ que la me"cla resultante contiene
%-%13(9 de C$ %-33457 de C8$ %-%79%4 de C8 %-%3%$ de 8$1-74555 de 85 37-9534 de H$ 13-4444( de 8$ + 1-%347 de 6$8-
Calcular las conversiones del C$ + del 8$ así como la selectividad del C$
acía el C8$-
Calcular las conversiones del C$ + del 8$ así como la selectividad
del C$ acía el C8$-
scr**mos +as reacc*o"es
S O2+1
2O
2→ S O
3
C S2+4 O
2→ C O
2+2S O
3
C$= %-%13(9
C8$%-33457
C8 =%-%79%4
8$ =%-%3%$
85=1-74555
H$=37-9534
8$ =13-4444(
6$8=1-%347
120°C
15750 m3
800 mmHg
&#emador
*re !eco
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C S2+3.5O
2→ C O
2+2S O
3
Ca+cu+a"do +os mo+es ue e"ra"
15750m3
=
22.4 m3
kgmol x 393.15k
273.15k x 760 mmHg
800mmHg x n
t
nt =514.2234 kgmol
C S2=( .4 ) (514.2234 )=205.6893kgmol
S O2=(.1 ) (514.2234 )=51.4223kgmol
H 2
O=( .5 ) (514.2234 )=257.1117 kgmol
samos +os mo+es de 20 )ara ca+cu+ar +os mo+es ue sa+e" a+ 9"a+
nsalen= 257.1117
0.010974=23427.46109 kgmol
Ca+cu+amos +a co"ers*:" ; +a se+ec**dad co" e+ CO2 ue sa+e ; e+ CO
C O2
sale= (23427.46109 ) (0.0077438 )=181.41757 kgmol
CO sale=(23427.46109 ) (0.0008604 )=20.15698 kgmol
nc s
2= 181.41757+20.15698
205.6893 x 100=97.9995 ≈98
sc s2
=181.41757
20.15698 x100=90
Ca+cu+amos +a co"ers*:" co" e+ !O3 ue sa+e
S O3=201.57455(
2
1 )=403.1491+51.42234 (n )(1
1 )S O
3 sale=(23427.46109 ) (0.0184333 )=431.84541kgmol
S O3
a partir de S O2=28.6963kgmol
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nS O2
= 28.6963
51.42234 x 100=55.8
a Ca+cu+a"do e+ a*re e" e#ceso ue dee de aer )ara ue se cum)+a +a"orma
O2
requerido=205.6893 ( .98) ( .9)( 41 )+205.6893 ( .95) (1−.9)( 3.51 )+51.42234 ( .558 ) ( .5 )=810.5701 kgm
N 2
entra=(810.5701)(79
21)=3049.2875 kgmol
N 2
salió en el problema=(23427.46109 )(.7863974)=18423.2944 kgmol
Aire que se usó=(18423.2944 ) ( .79)=23320.6259 kgmol deaire usado
Ca+cu+amos +a <racc*:" mo+ de !O3 e" ase seca de+ )ro+ema
S O3
= 431.84541
23170.3493=0.01863
samos u"a reg+a de 3 *"ersa co" +os daos de+ )ro+ema ; co" +a "orma )ara
ca+cu+ar +a ca"*dad de a*re reuer*da )ara ue se cum)+a +a "orma
23320.6259 ( .02 )
.01863
=25035.56189 kgmol de Aire
Ca+cu+amos +os mo+es de a*re reuer*dos eseu*mer*came"e )or e+ )ro+ema
810.5701
.21 =3859.8576 kgmol de Aire
Ca+cu+amos e+ e#ceso
25035.56189
3859.8576 x100=648.6136
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'. )n gas de ,a0a energía o,tenido de la com,usti/n in situ de aceite de esquisto
tiene la siguiente com*osici/n2 1%-% C8$ $%-% C8 $%-% 6$ $-% C64 +
47-% H$- Este gas se quema con aire seco en e;ceso + el an.lisis 8rsat del gas
de com,usti/n indica 14-5 C8$ 1-% C8 4-5 8$ + 7%-4 H$-
Calcular2
a: El *orcenta0e de aire en e;ceso utili"ado en la com,usti/n del gas de ,a0a
energía-
,: La conversi/n + selectividad de los reactivos que se queman-c: El *unto de rocío del gas de com,usti/n si se quemase con aire de entrada a
$(°C + 5% de umedad relativa conservando las conversiones + selectividades-
El ,ar/metro indica 1%% <Pa-
T= 25°C Hr=30 % P=100 Pa
Aire Alimentado:
O2
necesario=20kgmolCO (0.5kgmolO2
1kgmolCO )+2kgmolC H 4( 2kgmolO
2
1kgmolCH 4)+20kgmol H
2(0.5kgmolO2
1kgmol H 2)
O2necesario=24
kgmolO2
Base de cálculo: 100 kgmol
CO2 >10 gmo+ CO>20 gmo+H2>20 gmo+
CH4>2 gmo+?2>48 gmo+
CO+1
2O
2→C O
2
C H 4+2O
2→ C O
2+ H
2O
C H 4+1.5O
2→ CO+2 H
2O
Reaiones"
'ire eco >'--: en e;ceso =@
CO2
>14.3%
CO>1.0%?2>80.4%
O2>4.3%
CO2
>10%
CO>20%H2>20%CH4>2%?2>48%
&#emador
( )Ƞ
()Ș
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C 0
O2
= 22−20 ȠCO−2!CH 4
24 (1+ɛ )−10 ȠCO−!CH 4−13
1
4.3=
22−20 ȠCO−2!CH 4
24 (1+ɛ )−10 ȠCO−!CH 4−13
Ec (1) 17.67442 ȠCO−1.7645!CH 4+5.581395 ɛ=19.441855
C O2
N 2=
10+20 ȠCO+2!CH 4
90.2857 (1+ɛ )+24
14.3
80.4=
10+20 ȠCO+2!CH 4
90.2857 (1+ɛ )+24
Ec (2) ¿20 ȠCO+2!CH 4−16.0582ɛ=10.32085
C O2
CO =
10+20 ȠCO+2!CH 4
22−20 ȠCO−2!CH 4
14.3=¿
Gases de !imenea *a+o an,lisis Orsat"
C O2=10kgmolCO
2+20kgmolCO∗ ȠCO∗(1kgmolCO
2
1kgmol CO )+2kgmolCH 4∗!CH 4∗(1kgmol CO
2
1kgmolCH 4)
C O2=10+20 ȠCO+2 !CH 4
CO=20kgmolCO∗(1− ȠCO )+2kgmolCH 4∗(1−!CH 4)∗( 1kgmol CO
1kgmolCH 4 )
CO=22−20 ȠCO−2!CH 4
N 2=90.2857 (1+ɛ )+24
H 2
O=2kgmolCH 4∗!CH 4∗(2kgmol H
2O
1kgmolCH 4)+2kgmolCH
4∗(1−!CH 4 )∗(2kgmol H
2O
1kgmol CH 4)
H 2
O=24kgmol
O2alimentado=24 kgmol(1+ɛ)
N 2
alimentado=24 kgmol (1+ɛ )( 7921 )
N 2
alimetado=24+90.2857 (1+ɛ )
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esolviendo las 5 ecuaciones simult.neamente en matla, o,tenemos2
ȠCO=0.880533
!CH 4=1.32157
ɛ=0.618186
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-. ' un reactor se alimenta 1$(%% <g de una me"cla #ormada *or una soluci/n
acuosa de Mn84 al 5$ en *eso así como ((9 m5 a (% °C + 1$%% mm6g de
una me"cla gaseosa #ormada *or aire seco + amoníaco con una *resi/n *arcial
del o;ígeno igual a 77-$ mm6g- La reacci/n que se lleva a ca,o es la siguiente2
$H65 @ $Mn84 $86 @ Mn 8$ @ $6$8>g: @ H$
Des*u!s de un cierto tiem*o de reacci/n en el cual se llega al equili,rio se
adiciona al reactor Cl84 en cantidad tal que se tenga un 1( de e;ceso de 86
e#ectu.ndose la siguiente reacci/n2
$86 @ $Cl8$>g: Cl8$ @ Cl85 @ 6$8>g:
La reacci/n se detiene cuando la com*osici/n en la #ase gaseosa del Cl8 $ es del
5 + la del Mn8$ en la soluci/n #inal dentro del reactor es de 11-(-
Calcular2
a: El *orcenta0e de e;ceso de reactivo utili"ado en la *rimera reacci/n-
,: Las conversiones alcan"adas en cada una de las reacciones-
c: La com*osici/n en *orcenta0e *eso de la soluci/n dentro del reactor
des*u!s de la adici/n del di/;ido de cloro + antes del inicio de la segunda
reacci/n-
Solución Acuosa Alimentada
ɳ K"nO4
=12500 (0.32 )
158.02=25.313 kgmol#
ɳ H 2
O=12500 (1−0.32 )
18=472.22 kgmol#
Calculo del *unto de rocío
Hr= $ parcial H
2O
$ %apor H 2O $%apor H 2
O&25' C =3.187kpa
$parcial H 2
O=3.187kpa∗0.3=0.95632kpa
( H 2
O=0.95632 kpa
100kpa =0.0095632
( A # S=0.99043
'- alimentado
O2=24 (1+0.61816 )=38.8364 kgmol
N 2=24+90.2857 (1+0.61816 )=170.09905 kgmol
H 2
O (c)imenea )=24kgmol
N 2( c)imenea )=170.09905 kgmol
Moles gas >8rsat:=170.09905 kgmol
0.804 =211.5659kgmol
Moles totales ¿24kgmol+211.5659kgmol=235.5659 kgmol
( H 2
O= 24kgmol
235.5659kgmol
=.101882
u*oniendo 6r=1%%
556 mm3
50°C
*re !eco ; ?H3
´ $O2=88.2mmHg
12500 g
!o+. cuosa
Ae ("O4
+ 32%
ases
C+O2 3%Reator
!o+uc*:""O2=11.5%
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*otal=497.53 kgmol
+ases Alimentados
556m3=22.4
m3
kgmol
xɳ gas x 323.15 K
273.15 K
x 760mmHg
1200mmHg
ɳ gas=33.127kgmol ´ $ O2
=88.2mmHg
O2
= 88.2mmHg
1200mmHg=0.0735
Aire Seco (0.21 )=0.0735 Aire Seco=0.0735
0.21 =0.35
N 2
=0.35 (0.79 )=0.2765
NH 3
=1−0.35=0.65
ɳ O2
=2.434 kgmol
ɳ N 2
=9.159kgmol
ɳ NH 3=21.53 kgmol
$rimera,eacción -alanceada :
2 N H 3+2 K "nO
4→2 KOH + "n O
2+2 H
2O( g)+ N
2
Segunda ,eacción -alanceada :
2 KOH +2Cl O2 (g)→KClO
3+2 H
2O(g)+ N
2
$orcenta.ede exceso de reacti%osutilizados(a) :
ɳ K"nO4
=25.313 kgmol De+ac*:" 22
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ɳ K"nO4
=21.53kgmol
ɳ K "nO4 (necesario )
=21.53( 22 )=21.53 kgmol
,eacti%olim itante : NH 3
,eacti%o en /xceso : K"nO 4
%#ceso ("O4 ¿
25.313−21.53
21.53 x 100=17.57
Con%ersiones(b)
$roductos de la primera reacción
N H 3=21.53 (1−ɳ
1 )
KOH =21.53 (ɳ 1)(2
2)
ɳ
(¿¿ 1)(2
2)
"n O2=21.53¿
ɳ
(¿¿ 1)(2
2)
H 2
O(g)=21.53¿
ɳ
(¿¿ 1)( 12 )+9.159
N 2=21.53¿
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ɳ
(¿¿ 1)( 22 ) K"nO
4=25.313−21.53¿
H 2
O(l )=472.22kgmol
O2=2.434kgmol
ClO2 (necesario ) 02
201.5= KOH =21.53n1
ClO2 (necesario )=18.7217n1
ClO2=18.7217 n1(1−n2)
K ClO2=18.7217n1 0 n201/2
K ClO3=18.7217n10 n201/2
H 2O=18.7217n1 0 n2 01/2
KOH =21.53n1 02
2−18.7217n10 n202/2
Salida(solución acuosa) :
"nO 2=21.53n1=21.53n1(86.93)
K"nO4=25.313−21.53n1=(25.313−21.53n1)(158.02)
H 2Oliq #=472.22 kgmol=8499.96 kg
KClO2=18.7217 n1 0 n2 01/2=(18.7217n1 0 n2) 01/2 0106.54
KClO3=18.7217n1 0 n201/2=18.7217 n10 n2 01/2 0122.54
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KOH =21.53n1−18.7217 n1 0 n2=(21.53n1−18.7217n1 0 n2)(56.09)
Salida de gases :
NH 3=21.53 (1−n1 )
H 2O (g )=21.53n1+18.7217n10 n20 1
2
N 2=21.53n101
2+9.159
O2=2.434 kgmol
ClO2=18.7217 n1(1−n2)
+ases(salida):
ClO2=18.2717n1 (1−n2)−−→ 3%& gases resa"es 7%
ases resa"es= 33.123+10.765n1+9.36085n1 0 n2
ClO2
+ases restantes =18.2717n1(1−n2)
33.123+10.765n1+9.36085n10 n2=3-7
!o+uc*:" sa+*da
"nO 2=11.5 1 en peso 1 solucionrestante=88.5
"nO 2=21.53n1 (86.93 )=1871.6029n1
Solución restante=12499.92026−2194.5229n1+1094.283365 n1 0 n2
1871.6029n1
12499.92026−2194.5229n1+1094.283365n1 0n2 =11.5
88.5
165636.8567n1=143749.083−25237.35835 n1+12584.2587 n1 0 n2
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190874.2151n1−143749.083
12584.2587=n1 0n 2
n10 n2=15.1676n1−11.422
18.2717n1−18.2717(15.1676n1−11.422)33.123+10.765n1+9.36085(15.1676n1−11.422) =3-7
20243.803−25110.002n1=458.238n1−221.388
,esol%iendo la ecuación se obtiene :
∴n1=0.8004≈80
n2=
15.1676 (0.8 )−11.422
0.8=0.801 ≈89.01
Composicionesantes de lasegunda reacción:
KOH =(21.53)(0.8004)(56.1)=966.74 kg
"nO2=(21.53)(0.8004)(86.93)=1498.03kg
K"nO 4=(25.1313−(24.53)(0.8004))(158.03)=1276.94 kg
H 2Oliq #=(472.22)(18)=8499.96kg
*otal=12241.67 kg
2 KOH =0.078971
2 "nO2=0.12237
2 K"nO4=0.10431
2 H 2Oliq #=0.69434
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Composicionesdespu3s de la adición de ClO2
"nO2=1498.03 kg
K"nO 4=1276.86 kg
H 2Oliq #=8499.96 kg
KClO2=7010.51 kg
KClO3=817.21kg
KOH =218.44 kg
*otal=13021.01kg
2 KOH =0.016775
2 "nO2=0.1150
2 K"nO 4=0.09806
2 H 2Oliq #=0.6527
2 KClO2=0.05456
2 KClO3=0.062760
. e desean *roducir 9%%% *ie5 de acetileno gaseoso a 3%JF + 3(% mm 6g
utili"ando car,uro de calcio que contiene 5 *eso de s/lidos inertes + 3 de
car,uro adem.s se utili"a agua en e;ceso *ara la reacci/n la cual es la siguiente2
CaC% / H%O CHCH / Ca0OH%
La lecada #inal de cal contiene agua s/lidos inertes + Ca>86:$ con unaconcentraci/n de $% *eso de s/lidos totales-
Calcular2
a: Los <g de car,uro de calcio im*uro utili"ados-
,: La cantidad de agua utili"ada-
c: El *orcenta0e de e;ceso de agua utili"ada-
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d: La com*osici/n de la lecada de cal-
scr**mos +a reacc*:" a+a"ceada
H
O ¿
¿CaC 2+2 H 2 O(l ) →C 2 H 2+Ca ¿
Dea+*Eamos +as co"ers*o"es de+ o+ume" ; +a em)eraura
6000 4 t 3=169.86m
3
700 5 =21.11
0C
Ca+cu+amos +os mo+es ue sa+e" de gas
169.86m3=
22.4 m3
kgmol x 294.2611k
273.15k x
760 mmHg
750mmHg x nt
nt =6.9463kgmol
a Ca+cu+amos +os g de caruro de ca+c*o *m)uros co" +os mo+es de gas)roduc*dos
(6.9463 ) (1.03 )=7.1546kgmol
(64
kg
mol
)=457.9kg
Ca+cu+amos +a ca"*dad de agua u*+*Eada
[ (6.9463 ) (74 )+13.737impurezas ]( 8020 )=2111.0518 kgde agua=117.2807kgmol de H 2
O
c Ca+cu+amos e+ )orce"aFe e" e#ceso de agua u*+*Eada
111.2807−14.3092
14.3092 x100=719.6175
d !acamos +as <racc*o"es
H 2
O=2111.0528kg
Ca (OH )2=(6.9463 ) (74 )=514.0262kg
Solidosinertes=13.737 kg
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2 H 2O=
2111.0528
2638.816 =0.8
2 Ca(OH )2
=514.0262
2638.816=0.1947
2 solidosinertes= 13.7372638.816
=5.2 2 10−3
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2.3 En un *roceso *ara *roducir .cido ac!tico a *artir de acetato de calcio +
soluci/n acuosa de .cido sul#Krico se alimentan 53( l,&r de acetato de calcio +
$1%% de l,&r de soluci/n acuosa de .cido sul#Krico al 5( en *eso- La reacci/n
se e#ectKa con una conversi/n del 7% -
Calcular2
a: El reactivo en e;ceso + su *orcenta0e de e;ceso-
,: El #lu0o + la com*osici/n de la me"cla resultante a la salida del reactor-
c: El *orcenta0e de e;ceso de reactivo en e;ceso que a+ que utili"ar *ara que la
com*osici/n del agua en la me"cla #inal sea de un (5 *eso manteniendo
constantes las dem.s condiciones de o*eraci/n-
eacci/n2
(CH 3CO2)2Ca+ H 2 SO4→CaSO4+2CH 3 COOH
eactivo en e;ceso + *orcenta0e de e;ceso
6( CH 3
CO2 )
2Ca= 9375
158.8=59.30
lbmol
)r
6 H 2 SO
4
=29100(0.35)
98.06=103.86
lbmol
)r
1 mol de >C65C8$:$Ca consume 1 mol de 6$84
eactivo en e;ceso es 6$84
6 H
2 SO
4( Necesario)=59.30
lbmol
)r
Reator
(45$ᶯCH3COO
H
2100 +-r
!o+uc*:" cuosa de
H2!O4 a+ 35% e"
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6 H
2 SO
4( /2C/SO)=59.30 x ε
6 H 2 SO
4( A78"/N*A9O )=59.30+59.30 x ε=59.30(1+ε)
59.30
(1
+ε )=103.86
ε=0.743=74.3
Flu0o + com*osici/n de salida
6( CH 3
CO2 )
2Ca=59.30 (1−0.8 )=11.86
lbmol
)r =1874.82
lb
)r
6CH 3
COOH =59.30 (0.8 )( 21 )=94.88 lbmol
)r =5962.8
lb
)r
6CaSO4
=59.30 (0.8 )(11 )=47.44lbmol
)r =6458.48
lb
)r
6 H 2 SO
4
=103.86−(59.30 ) (0.8 )( 11 )=56. 42 lbmol
)r =5532.54
lb
)r
6 H 2
O= (29100
) (1−0.35
)18 =1050.83 lbmol)r =18915 lb)r
Notal Flu0o de alida57435-94 l,&r
2 CaSO4
=0.16736
2 H 2
SO4
=0.14380
6 H 2
O=0.4916
2 ( CH 3
CO2 )
2Ca=0.048729
2 CH 3
COOH =0.14796
Porcenta0e de e;ceso de reactivo en e;ceso
" H 2
O (necesario )=59.30 (1+ε ) (98.06 )( 6535 )=10799.2(1+ε)
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6 H 2 S O
4(Salida)=59.30 (1+ε )− (59.30 ) (0.8 )( 11 )=59.30 (1+ε )−47.44
" H
2S O
4(Salida )= [59.30 (1+ε )−47.44 ] (98.06 )=5814.958 (1+ε )−4651.9664
" Salida total=1874.82+5692.8+6458.48+5814.958 (1+ε )−4651.9664+10799.2 (1+ε )=16614.158 (1+ε
10799.2(1+ε)16614.158+9374.1336
=0.53
ε=1.53≈153
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E+eriio 6.
)na me"cla gaseosa que consiste en (% mol de idr/geno + (% mol deacetaldeído >C$648: se contiene inicialmente en un reci*iente erm!tico a una
*resi/n total de 39% mm6g a,s- La #ormaci/n de etanol >C$698: ocurre de
acuerdo con la siguiente reacci/n2
C$64 @ 6$ C$698
Des*u!s de un tiem*o se not/ que la *resi/n total en el reci*iente erm!tico a,ía
,a0ado asta 3%% mm6g a,s-
CalcKlese el grado de conversi/n de la reacci/n utili"ando las siguientes
su*osiciones2 >1: Nodos los reactivos + *roductos est.n en estado gaseoso + >$:
el reci*iente + sus contenidos esta,an a la misma tem*eratura cuando #ueron
medidas las dos *resiones-
eci*iente
H2=50%
C2H4O=50
%
760
mmHg
alida
C2H4O
C2H6O
H2
700mmH
g
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Reai7n
C 2 H
4O+ H
2→ C
2 H
6O
rado de Conversi/n cuando todos lso reactivos + *roductos est.n en estaado gaseoso
Presiones *arciales iniciales
$ H 2
=760mmHg (0.5 )=380mmHg
$C 2 H
4 O=760mmHg (0.5 )=380mmHg
C 2 H 4 O+ H 2→ C 2 H 6O
Inicial 57% 57% ?
Productos 57%?; 57%?; ;
$* = $ a+ $b+ $C +:+ $i
700mmHg=(380− x )+(380− x )+ x
x=60mmHg
Productos
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Productos + reactivos
$ H 2
=320mmHg
H 2
=0.45714
$C 2 H
4O=320mmHg
C
2 H
4O=0.45714
$C 2 H
6O=60mmHg
C
2 H
6O=0.08571
Base de c.lculo de $ gmol de me"cla inicial de gas
60
1 H 2=1gmol 6 H
2=1−6
60
1 C 2 H
4O=1gmol 6 C
2 H
4O=1−6
60 1 C 2 H 6O=0 6 C 2 H 6O=6
C 2 H
6O=
6
2−6=0.085716=0.15788=15.79
El reci*iente + sus contenidos esta,an a la misma tem*eratura al medir am,as *resiones
es igual +a que la Nem*eratura es constante-
"
eu*+*r*o