BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA
FASE 4 DESARROLLAR BALANCES DE MATERIA DE PROBLEMAS INDUSTRIALES INDUSTR IALES PROPUESTOS CURSO COLABORATIVO
PRESENTADO POR
JHON HENRY BARRIOS VELASQUEZ CÓDIGO: 1113635674 HAROLD ORLANDO GONZALEZ CÓDIGO: 80064656 BRENDA KATHERINE JURADO
PRESENTADO A IBETH RODRIGUEZ GRUPO 301103_12
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA CEAD JOSE ACEVEDO Y GOMEZ BOGOTA
Balances
1. En un determinado proceso se sucede la siguiente reacción:
2 Cr 2O3 + 3 CS2 = 2 Cr 2S3 + 3 CO2 Por cada kilogramo de Cr 2O3 se producen 291 gramos de CO2 y salen sin Reaccionar 360 gramos de CS2. Determinar: a) El reactivo limitante. b) El grado de finalización. c) El porcentaje en exceso. Solución
Reactivo limitante el Cr 2O3 r
1000 g Cr 2O3 x ,99 r x
r
x
= 434,23 434,23 g CO2 CO2
9
El grado de finalización= , x100 x100 = 67,0 67,05% 5%
r
1000 g Cr 2O3 x ,99 r x
S S
x100 = 48 %
S r
x
S
= 750,03 750,03 g CO2 CO2
2. Se produce un gas combustible que contiene CO + H2 en la reacción catalítica entre propano y vapor de agua:
C3H8 + 3 H2O = 3 CO + 7 H2
Se mezcla una corriente de propano que fluye a 200 moles/mi con un 50% en exceso de vapor de agua, obteniéndose una conversión en el reactor de 65%. Calcular la fracción molar de H2 en el producto.
Base de cálculo 1min 200 mol C 3 H 8 x
= 600 600 H2O H2O
600 H2O H2O = 300 300 mol mol H2O H2O Exceso 50% 600 300 mol H2O x
1365 mol H2O x
= 2100 100 2 2 ∗ 0,6 0,65 = 1365 1365 2 = 585 585
nH 2=
+ +
= 0,606 ,606
3. El calor de formación de la glucosa (C6H12O6) y el ácido láctico (CH 3 CHOHCOOH) es −304,60 y −165,88 kcal/mol, respectivamente. ¿Cuál es el calor de reacción a 25 °C para la formación del ácido láctico a partir de la glucosa?
C6 H12 O6
2(CH3 CHOHCOOH)
Notas aclarativas:
En las células con buen suministro de oxígeno la glucosa (C H H2O 6
) se oxida a CO2 y
12O 6
En condiciones de carencia de oxígeno la glucosa sufre un proceso de glicólisis dando dos moles de ácido láctico (C3H6O3)
C 6 6 H 12 12O6 + 6O2
6CO2 + 6H 2O= -304,60 Kcal/mol
C6 H12 O6
2(CH3 CHOHCOOH) =-165,88 Kcal/mol
∆Hrx= ∆Hf C C 6 CH3 CHOHCOOH 6 H 12 12O6 - ∆Hf CH ∆Hrx= -304,60 Kcal/mol-(-165,88 Kcal/mol x 2 mol) ∆Hrx= 27,16 Kcal
4. La cal se obtiene a partir de la calcinación de la piedra caliza, según la siguiente siguiente reacción:
CaCO3 (s)
CaO
(s) +
CO2(g)
Sustancia
∆H°1 (kcal
CaCO3(s) CaO(s) CO2(g)
-1206,87 -535,09 -393,41
/mol)
Con los datos anteriores, determine la cantidad de calor ca lor requerido para obtener 100 ton/día de CaO en condiciones estándar. ∆Hrx= ∆H CaO CaO + ∆H CO CO2 - ∆H CaCO3 ∆Hrx= -535,09 Kcal/mol+ (-393,41 Kcal/mol) – Kcal/mol) – (-1206,87 (-1206,87 Kcal/mol) ∆Hrx= -928,5 ∆Hrx= -928,5 Kcal/mol+1206,87 Kcal/mol ∆Hrx= 278,37 ∆Hrx= 278,37 Kcal/mol Base de cálculo 1 día 100 Ton CaO x
,
,
= 425073 425073202, 202,4 4
5. Un reactor es alimentado con una mezcla de oxígeno (O2) y propano (C3H8). El oxígeno está en exceso y la conversión de la reacción es del 70%. A la salida del reactor, se determinaron analíticamente 21 moles de CO2 y 40 moles de O2. a. Cuál
es la fracción de oxígeno en exceso? b. cuantos moles de propano fueron alimentados al reactor? c. Cuál es la composición molar de la corriente de salida? C3H8 + 5O2
3CO2 + 4H2O
Notas aclarativas= como el Oxigeno esta en exceso entices a partir de las moles de CO2
que da el ejercicio se puede calcular las moles de propano
()
30 mol CO2 x
= 30 2 2 Teorico
= 10 C3H8 C3H8
30 mol CO2 x = 50 O2 O2 O2 − 40 mol mol O2 O2 = 10 mol O2 Exceso de O2= 50
% Exceso
= 20% Exceso O2
es de
n O2= es de + es de + es de = 0,1408 O2 Fracción de exceso en la corriente de salida es de
n O2 = es de + es de = 0,295 es de
.704 n O2 = es de + es de = 0.704
29.5% CO2 70.4 % O2
REFERENCIA BIBLIOGRAFICA
Química Analítica. D.A. Skoog , D.M. West y F.J. Holler. 6ª Ed. Mc Graw Hill, 1995.Química Analítica Cuantitativa. R.A. Day y A.L. Underwood. Química Analítica Cuantitativa. R.A. Day y A.L. Underwood. 5ª Ed. Prentice Hall,
1995
