Practica 1 Balance de Materia Produccion de Acido Sulfurico

APLICACIN DE PROCESOS INDUSTRIALES

Instituto Politcnico Nacional Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniera y Ciencias Sociales y Administrativas Aplicacin de procesos industriales IIPrctica numero 1Balance de materiales Produccin de Acido Sulfrico

Equipo

2 3AV11

Secuencia

Integrantes:

Hernndez Gayosso Alfonso JavierEditor

Flores Salas LorenaAdministrador

Maceda Vega MarianaContralor

Castillo Medina Sebastinalmacenista

Razo Islas Vernica AnahiOperario

Lpez Beltrn Elsa CristinaOperario


ObjetivoEl alumno: 1) Relacionar la ley de conservacin de la masa con la obtencin de un producto. 2) Reconocer los aspectos que implican la obtencin de un producto en un proceso industrial a escala de laboratorio.

Introduccin:Para la elaboracin, se requiri de la medicin de las sustancias que intervienen en la misma, como lo son: el bisulfito de sodio, el cobre, el acido muritico, el acido clorhdrico el agua entre otras. Despus se monto el equipo en el cual se llevaron acabo la s reacciones, se observ que el proceso fue continuo y llevado a cabo mediante dos procesos diferentes para la obtencin de a cido sulfrico. Despus se procedi a realizar algunas pruebas par a comprobar si en efecto haba presencia de cido sulfrico como fueron: la precipitacin, medicin del PH, y la titilacin. Finalmente se realizaron los clculos necesarios para determinar la cantidad terica esperada, balance de masa (la materia no se crea ni se destruye solo se transforma) comprobado mediante estequiometria.


I.-DISEO DEL PROCESO

En esta prctica no se elaboro empaque, ya que el producto no requiere empaque para su venta y se vende a granel Materia prima Bisulfito de sodio Agua destilada Alambre de cobre Acido ntrico Acido clorhdrico Cloruro de bario Hidrxido de sodio FenolftalenaEQUIPO E INSTRUMENTO 1 Tringulo de Porcelana IMAGEN DESCRIPCIN Es una herramienta en forma de triangulo y el material del que esta elaborado es de porcelana. USO Para sostener el matraz de tres bocas y poder calentarlo.

1 Matraz de tres bocas

Es un instrumento de laboratorio de forma esfrica, con tres bocas en la parte superior y est elaborado de vidrio. Este tipo de instrumento es similar al anterior la diferencia radica en que este solo dos bocas y es de fondo plano Es un recipiente que permite contener sustancias o calentarlas. Utensilio de vidrio, pequeo, de forma ovalada en la parte inferior la cual impide que este se mantenga derecho sin requerir de la gradilla. IMAGEN

Para contener el cido sulfrico generado de la reaccin qumica.

2 Matraces fondo plano de dos bocas de 500 mL

Para contener las sustancias que producen el SO2 y NO2.

1 Matraz Erlenmeyer de 250 mL

Contener el producto.

1 Tubo de Ensayo de 16 X 150 mm

Para contener una muestra del producto y poder medir su pH.

EQUIPO E INSTRUMENTO

DESCRIPCIN

USO

APLICACIN DE PR CESOS INDUSTRIALES

c

1 Anillo de Hierro

1 Esptula chica acanalada 1 Pinza de tres dedos c/ nuez

Es un instrumento con mango de madera.

Utensilio de hierro que tiene en los lados como tipo Para sostener el matraz de tres bocas. llaves que sirven para sujetar. Elementos de hierro con pinzas o llaves que ejercen presin. Para sostener los matraces de dos bocas.

1 Pinza de Mohr

6

5

IN

1

e G e 10

s un e e ento de v drio que sirve para dar volmenes exactos con Medir el volumen del cido esta pipeta, se pueden Sulfrico medir distintos volmenes de lquido, ya que lleva una escala graduada. Es un elemento elaborado de hierro el cual tiene una base y una tipo varilla incrustada en medio. IMAGEN

3 Soportes Universales

Para sujetar los materiales que conforman el equipo.

EQUIPO E UMEN O

DESC IPCIN USO Herramienta en forma de aro, en su extremo hay una llave en forma de nue , con Para sostener el embudo de la que se sujeta al soporte separacin. universal. Se fabrican de hierro colorado. Es utilizada para tomar las sustancias qumicas.

"

1

2

0)

&

1 Se

e c c

4

1V

e Re j

e

se

-

e e es ev c e e e e e e ve e e e e ss s c c e s c ve e e e ex e e c

e

e

S ve

"

" $ " " ( " $

1

e

e 100

# " % " ! ! '& % $

e s e e e e v e es es ec s e e e v e s y e s c As s s y e e e es s (v e es) s ee e es e v ev

s

e es

c

e

e

c

v

e

eces e cc e e e

s

ce

es

s

e s ye c e

e

se s s c s

543


2 Pinzas para Bureta

Son tambin elaboradas de hierro y parecen dos pinzas grandes unidas de forma contraria.

Para sostener la bureta.

1 Balanza Electrnica

5 Tapones Horadados

EQUIPO E INSTRUMENTO

IMAGEN

2 Tapones sin horadar

1 Bureta

gregar hidr ido de sodio para cambiar el color del producto

Mechero de Bunsen

Este instrumento esta elaborado de hierro el cual es como un cilindro con plataforma o base que le ayuda a que se sostenga.

Para calentar los matraces generadores de SO2 Y NO2 y poder realizar la reaccin qumica.

Tubera de Vidrio

Estn hechos de varilla de vidrio y se utilizan para agitar o mover sustancias, es decir, facilitan la homogenizacin.

Para transportar los gases al matraz central.

9

8

7

parato basado en mtodos mecnicos tiene una sensibilidad de una dcima de gramo.

Pesar

Herramienta elaborada de plstico o de madera segn sea el caso que tienen orificios los cuales permiten circular a los gases.

Para evitar la salida de los gases de cada matraz y poder transportarlo por la tubera de vidrio hacia el matraz central.

DESCRIPCIN

USO

Son tapones de hule o de madera que no tienen orificios y as evitan que salgan los gases.

Para evitar la salida de gas de los matraces de dos bocas.

Es un utensilio que permite medir volmenes, es muy til cuando se realizan neutralizaciones.


Campana de extraccin

Elemento grande de aluminio el cual contiene una campana en la parte superior que sirve para extraer las sustancias txicas. Es un elemento que est elaborado de papel especial para que indique si la sustancia es un cido fuerte, dbil o si es una base fuerte dbil.

Para extraer los olores generados por los cidos utilizados.

Papel indicador

Para medir el pH del producto.

t E

l :

:l i i fi i l

l , l

t ti

l

l

i

i t

: i l t :

i ti

i

B lS3

t i

:

50

l3

3

III

E

I

l S

E

3

S

4

IH cba`Y

DGC GDA GD

l

S

RTP TV RQU IH

RQP IH

R TP

@

RTP HSQ

R PSQ SfaeIdW HP cba`Y

WX HP

l

l

S

3

3

W

RQP

S

TRQ

TR

I

RII

W`0.7 l

IH W RTP

g X R PSQ.3

0.5

FEC D CBA

@


Diagrama de smbolos: ninguna Actividades: Se requerir la medicin de las sustancias que intervienen en la misma, como lo son: el bisulfito de sodio, el cobre, el acido muritico, el acido clorhdrico el agu a entre otras. Despus se monta el equipo en el cual se llevara n a cabo las reacciones, se observara que el proceso fue continuo y llevado a cabo mediante dos pr ocesos diferentes para la obtencin de acido sulfrico. Despus se proceder a realizar algunas pruebas par a comprobar si en efecto habr presencia de cido sulfrico como son: la precipitacin, medicin del PH, y la titulacin. Finalmente se realizaran los clculos necesarios para determinar la cantidad terica esperada, balance de masa (la materia no se crea ni se destruye solo se transforma) comprobado mediante estequiometria . Todo esto se realizara con la mejor disposicin del personal colaborador s e llevara a cabo en un ambiente de respeto, responsabilidad y dedicacin.II.-DISEO DE IMPLANTACIN

Se verificaran los puestos, actividades y distribucin respect a la informacin antes recabada en la planeacin. Descripcin de puestos: ADMINISTRADOR: verificara la existencia de manuales de procedimientos, analizara los puestos y designara funciones a cada integrante del equipo de trabajo, procurara la realizacin de las actividades del personal e implantara mejoras para el control de la materia prima ASIGNADO: Flores Salas Lorena CONTRALOR: verificara la calidad del producto en diferentes puntos del proceso a fin de garantizar la inocuidad del producto ASIGNADO: Maceda Vega Mariana ALMACENISTA: proporcionara las cantidades exactas de ma teria prima a fin de evitar desperdicios y mal manejo de la misma, llevara un control de entradas y salidas y verificara la caducidad de la materia prima a fin de evitar contaminacin del producto. ASIGNADO: Castillo Medina Sebastin OPERARIOS: realizaran actividades propias de la produccin, y debern conocer los procedimientos para hacer ms eficiente el proceso de produccin del queso, debern tener una higiene pulcra y no podrn estar en el rea de produccin sin el equipo de higiene que marca la norma . ASIGNADO: Lpez Beltrn Elsa Cristina y Razo Islas Vernica Anahi Medicin de variables: Tiempo: 6 minutos


Concentracin: no aplica Temperatura: no aplicaIII.- EVALUACIN DEL PROCESO

Bloque 1 1.-medicion de materias primas *mide y pesa materia prima *montar equipo Bloque 2 2.-obtencion de acido sulfrico *se obtiene acido sulfrico *efectuar titulacin

Procedimientos 1.-medicion de materias primas *mide y pesa materia prima 1.-pese en un vidrio de reloj 1. grmos de bisulfito de sodio y medir . cm de alambre de cobre 2.-medir ml de agua destilada en una probeta y adicione al embudo de separacion .-medir dentro de la campana de extraccion 1 gotas de acido nitrico y adicionelos al matraz de dos bocas y de la misma manera 2 gotas de acido clorhidrico .-se monto el equipo como se muestra en el manual

Procedimientos 2.-obtencion de acido sulfrico *se obtiene acido sulfrico 1. se agrego el acido clorhdrico con bisulfito de sodio y se obtuvo dixido de azufre 2. se agrego cobre y acido ntrico y se obtuvo dixido de nitrgeno . se mezclo dixido de nitrgeno con el dixido de azufre y se obtuvo trixido de azufre *efectuar titulacin 1. se adiciono al trixido de azufre agua 2. se mezcla perfectamente bien para obtener acido sulfrico . se tomo el pH de la reaccin y se anotaron los volmenes correspondientes . al final se lavo todo el material utilizado


I GE ES


MEJORA CONTINUA CONCLUSIN

En esta prctica no fueron aplicados instrumentos de mejora nicamente y de manera emprica podemos decir que la organizacin de las actividades no tuvo muy buenos resultados. Los objetivos de la practica se obtuvieron, solo que notamos mucha desorganizacin a la hora de hacer el experimento , el producto sali dentro de lo que cabe en buenas condiciones y adems pudimos comprobar diferentes cuestiones estequiometrias o por decirlo aplico el balance de materias


CALCULOS Y RESULTADOS 1.-Clculo de la cantidad tericamente esperada de H 2SO Masa terica de H 2SO4= (masa real del reactivo) PM H 2SO PMNaHSO Masa Terica de H 2SO4= ( ,8 g) (98uma) = 0,8009 g (1 uma)

2.- Clculo de la cantidad real obtenida de H 2SO Masa real de H 2SO4= (Vol. de NaOH)(Concentracin de NaOH)(PM/2 de H 2SO )(Vol.de H2SO generado) Vol. de la muestra titulada Masa real de H 2SO4= ( , 9L)( ,2 eq/L)( 9g/eq)( , 9L)= . 22 x1 - g =1.08045 g , L , .-Clculo del rendimiento o eficiencia de la reaccin. Eficiencia= Masa real del producto x1 = ,8 9 g = . Masa terica esperada 1, 8 g

126 21 x1

= 74%

RESULTADOS EXPERIMENTALES .

Masa esperada de H2SO4 Masa real obtenida Eficiencia

= 0,8009 = 1,08045 = 74

Gramos Gramos %

i

h

i

h

h

h

h


CUESTIONARIO 1.- Qu importancia tiene el efectuar un balance de materiales en un proceso industrial?

Es de gran importancia debido a que el balance nos permite conocer las cantidades de masa que requerimos para producir y las que se pierden en el proceso debido a la eficiencia, pureza o acumulado, de esta manera nos es posible predeterminar costos y de esta forma maximizar nuestras ganancias y disminuir nuestros gastos.2.- Cmo result ser la masa total del producto obtenido con respecto a lo que tericamente se esperaba? A qu se debe esto?

La masa total fue menor a la masa terica debido a la pureza, eficiencia de la reaccin, la cantidad residual en los reactores (acumulado) y la prdida en el transporte de las sustancias de un reactor a otro.3.- Elabore un diagrama de bloques que ilustre todo el proceso, anotando los datos de las cantidades reales que reaccionan y se obtiene en cada caso, para comprobar el balance de materiales.

H2O ml Cu HNO

RIII

4.- Calcule la cantidad de SO 3, SO2, S y H2O que se requieren para producir una tonelada de H 2SO4 2 2 6 S + O 2 SO2 .6 tn x O2 = .6 6tn * 2 / 6 = . 2 tn x S = .6 6tn * 2 / 6 = . 2 tn

8 SO3 .816tn x O2 = .816tn * 16 / 8 = .16 tn x SO2 = .816tn * 6 / 8 = .6 tn

6 16 SO2 + O2

u

p

Exceso HCl Impureza NaHSO

SO2 NO2 H2O

Exceso Cu

H2SO

p

NaCl H2O

p

p

HCl 1ml

NaHSO HCL

Cu (NO )2 H2O

srp

RI

SO2

NO2

RII

tr

NaHSO 1. g

rt

q

Cu . cm

p

HNO

. ml


98 H2SO4 1 ton x SO = 1tn * 8 / 98 = .816tn x H2O = 1tn * 18 / 98 = .18 tn5.- El proceso efectuado en la prctica de laboratorio es continuo o intermitente? Por qu?

18 8 H2O + SO3

Este proceso es continuo debido a que todo el proceso no se detiene en ningn momento, ya que los productos de una de las reacciones son utilizadas posteriormente como los reactivos de las reacciones subsecuentes, y as h asta llegar al producto final requerido.6. Investigue en anuarios de la CANACINTRA y del INEGI, cul ha sido la produccin nacional de H 2SO4 durante los ltimos 5 aos y elabore una grfica que muestre esta situacin.a o P r o d u c c io n 2 0 0 1 3 1 3 0 2 0 0 2 3 3 6 7 2 0 0 3 3 9 3 9 2 0 0 4 3 9 3 4

7.- Qu aplicaciones industriales tiene el H 2SO4?

El cido sulfrico tiene muchas aplicaciones, incluyendo muchas reacciones qumicas y procesos de produccin. Es el producto qumico industrial ms usado adems del agua. Las aplicaciones principales in cluyen la fabricacin del fertilizante, procesamiento de minerales, la sntesis qumica, el proceso de las aguas residuales, y la refinacin del petrleo. El cido sulfrico es tambin el ingrediente principal en algunos productos de limpieza del drenaje, fabricados para el uso de emergencia por los profesionales.8.- Qu efectos nocivos a la salud y al ambiente, tienen los gases SO 2 y NO2?

Los efectos de salud del SO 2: puede afectar el sistema respiratorio, las funciones de los pulmones e irritar nuestros ojos. Cuando el dixido de sulfuro irrita la zona respiratoria que causa toser, la secrecin del moco, agrava condiciones tales como asma y bronquitis

v

to n e la d a s

P r o d u c c i n4 5 0 0 4 0 0 0 3 5 0 0 3 0 0 0 2 5 0 0

de

cido

S u lf r ic o

P ro d u c c io n 2 0 0 0 1 5 0 0 1 0 0 0 5 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4


crnica y hace a gente ms propensa a las infecciones de la zona respiratoria. El dixido de sulfuro puede asociarse a las partculas y, si se inhalan estas partculas, pueden causar efectos ms serios. Ahora bien, el NO 2 tambin es un gas txico, irritante y precursor de la formacin de partculas de nitrato. Estas llevan a la produccin de cido y eleva dos niveles de PM-2. en el ambiente. Afecta principalmente al sistema respiratorio. La exposicin a corto plazo en altos niveles causa daos en las clulas pulmonares, mientras que la exposicin a ms largo plazo en niveles bajos de dixido de nitrgeno p uede causar cambios irreversibles en el tejido pulmonar similares a un enfisema.9.- Cmo relaciona usted lo aprendido en esta prctica, con su campo de trabajo, la Administracin Industrial?

En la administracin industrial es necesario saber como se logra la obtencin de diferentes tipos de producto, la cantidad de materias primas, tecnologa necesaria y con base en estas determinar un buen costo de produccin y costo de ventas para maximizar los beneficios de la organizacin.

Practica 1 Balance de Materia Produccion de Acido Sulfurico

Documents

Transcript of Practica 1 Balance de Materia Produccion de Acido Sulfurico