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RESPUESTAS EJERCICIOS UNIDAD 2

El cobre está presente en la naturaleza en muchas formas, la calcocita (Cu2S)

es una forma que se encuentra en minas de cobre localizadas al oeste de

Estados unidos. A fin de recuperar el Cu metálico (para la elaboración de

centavos, alambre y otros usos) la calcocita se lixivia en una solución ácida de

sulfato férrico mediante lo cual se obtiene sulfato cúprico. Se presentan varias

reacciones:

Cu2S + Fe2 (SO4)3 CuS + CuSO4 + 2FeSO4

Cu2S + 2 Fe2 (SO4)3 2 CuSO4 + 4 FeSO4 + S

CuS + Fe2 (SO4)3 CuSO4 + 2 FeSO4 + S

Luego, el sulfato de cobre se reduce con hierro (Fe) para producir cobre

metálico (Cu) y sulfato férrico (FeSO4).

CuSO4 + Fe Cu + FeSO4

Combine las reacciones para obtener la mayor cantidad de cobre metálico

por tonelada de calcocita. Por tonelada de cobre metálico generada, calcule

las toneladas de materia prima consumidas y de los subproductos generados.

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El desempeño del catalizador por lo general se prueba en el laboratorio o en

reactores de plantas piloto. En una corrida particular se prueba un catalizador

soportado en platino/estaño para verificar su efectividad vía hidrocarburos

ligeros de deshidrogenación, en particular isobutano. Los datos de un día se

tomaron como sigue:

Temperatura del reactor: 602 °C

Presión del reactor: 768 torr

Velocidad de flujo del gas de entrada: 51.38 SCCM (centímetros cúbicos

estándar por minuto).

Velocidad de flujo del gas de descarga: 60.59 SCCM

Composición del gas de entrada (% molar): 0.086 % de propano, 32.9 % de

isobutano, 0.068 % de n- butano y 66.9 % de hidrógeno.

Composición del gas de descarga (% molar): 0.35 % de metano, 0.037 % de

etano, 0.034 % de propano, 13.5 % de isobutano, 13.8 % de isobuteno, 0.20 % de

n-butano, 0.0375 % de cis-buteno, 0.045 % de trans-buteno y 71.6 % de

hidrógeno.

Realice los balances en el carbono y el hidrógeno para verificar la confiabilidad

de los datos. Calcule la conversión fraccionaria del isobutano en productos.

Calcule los moles de isobutileno por mol de isobutano reaccionado. Si el

rendimiento es diferente de 100 % explique a que se debe.

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Realizar el balanceo de la siguiente ecuación, utilizando Gauss - Jordan

CH4 + H2O + N2 CO2 + NH3

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El metanol (CH3OH) reacciona para producir formaldehído (HCHO) por

descomposición a formaldehído e hidrógeno (H2) o por oxidación a

formaldehído y agua (H2O):

CH3OH HCHO + H2

CH3OH + ½ O2 HCHO + H2O

Una mezcla que contiene 99 % mol de metanol y 1 % mol de un contaminante

inerte, está disponible como alimentación para una planta de formaldehído. Se

alimentan 1000 kgmol/h de esta mezcla, junto con 200 kgmol/h de O2, a un

proceso como alimento puro. El alimento puro se mezcla con una corriente

reciclada y se alimenta a un reactor. La conversión fraccionaria del metanol

alcanzada en el reactor es del 25 %. Se consume todo el oxígeno en el reactor.

La salida del reactor se envía a una unidad de separación, donde el

formaldehído, el agua y el hidrógeno se eliminan y se reciclan el metanol y los

contaminantes al suministro del reactor. Para controlar el nivel de

contaminantes en el reactor, se elimina una corriente de purga de la corriente

reciclada. El contaminante máximo permitido en la corriente de reciclaje es de

10 moles de contaminante/100 moles de metanol. Determine a) la conversión

fraccionaria global de metanol en productos, b) la velocidad de la producción

de formaldehído, c) la relación de purga: reciclaje y d) la relación alimentada

de metanol reciclado: puro.

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Supongamos una reacción A(g) B(g) si inicialmente se tiene una presión

de A puro de 1 atm a 25 C, calcular la presión de A y B cuando se alcanza el

equilibrio si ∆Gr° = 5 KJ/mol