Introducción
Dentro de la realización de la actividad de reconocimiento de procesos químicos, encontraremos encontraremos el desarrollo de de algunos ejercicios ejercicios que refuerzan los conocimientos y ala ves se da un repaso de lo que se vio vio en química química general. Así también encontraremos que los procesos procesos químicos son de conocimiento indispensable dentro de las industrias. industrias. Sus átomos moléculas moléculas y compuestos generan elementos que son tratados dentro de las diferentes industrias.
Objetivos
Reconocer los aspectos básicos que rigen ciertos procesos químicos que han sido presentados al estudiante en el curso de química general
Establecer el análisis de operaciones que nos permiten generar resultados de forma numérica.
Desarrollo de ejercicios análisis y conclusiones 1) Desarrollar de manera individual los siguientes ejercicios de química general. 1.1)
¿Cuántos átomos hay en 8.10moles de helio (he) ?
1mol de he →
6,022 x 1023 mol
8.10 mol de he →
48.7782 x 1023 mol
En 8.10 moles de helio encontramos 48.7782 X 10 23 átomos
1.2)
¿cuantos moles de átomos de sodio (NA) hay en 95.4 gramos de NA?
Masa molar: 22,989769 1 mol 95.4 gNA x -------------- = 4,1496 22,989769
En 95.4 g de sodio encontramos 4,1496 moles de átomo 1.3)
Las feromonas son un tipo especial de compuestos secretadas por las hembras de muchas especies de insectos con el fin de atraer los machos para aparearse una feromona tiene la formula molecular
H38
c19
O normalmente la cantidad de esta feromona secretada por el
inepto hembra es alrededor de 1.0x10-12 g ¿ cuantas moléculas hay en esa cantidad ?
Peso molecular de las feromona es = C19 H38 0 = 245g 245g C19 H38 0 → 6,022x 1023 moléculas 1.0x10-12 g C12 H38 0 → 2.46X 10-59 moléculas
1.4)
La piedra caliza (CACO3) se descompone, por calentamiento en cal viva ( CAO) y dióxido de carbono, calcule cuantos gramos de cal viva se pueden producir a partir de 0.1 kg de piedra caliza Masa molar. 3(16g ∕ mol) + 12,01 g/mol +40,07 g/mol = 100.08 g/mol kg = 1000g 1000g/ (100.08g/mol) = 9.99 moles de cal viva
1
Masa molar. 16g/mol + 40.08 g/mol =56.08 g/mol (9.99 mol) (56.08 g/mol) = 560.35g cal viva producida. 1.5)
La fermentación de glucosa, C2H12O6, produce alcohol etílico C2H5OH y dióxido de carbono C6H12O6 (AC)
→ 2C2H5OH (AC) + 2CO2 (g)
Cantos gramos de etanol se pueden producir glucosa.
a partir de 10,0g de
Con un mol de glucosa atraves de fermentación, produce dos moles de etanol y dos moles de dióxido de carbono. 1 mol de C6H12O6 → 2moles de CO2 0,400 mol → x= 0,8 mol de CO2 Es decir que se producen 0,8 moles de CO2
180g de C6H12O6 → 92g C2H5OH La cantidad de gramos de C6H1206 que se requieren para formar 10 gramos de C2H5OH es
10x180,16 ∕ (2x46,07)=19.55g Se necesitan 14,66g de glucosa La cantidad de gramos de CO2 1og de C2H5OH 10X (2X44) ∕ (2X46.07) SE FORMAN 9.55g DE CO2
que se forman cuando se producen
2) BALANCE DE MASAS 2.1) un secadero se alimenta con una suspensión acuosa de pulpa de papel, con un 6,7% en peso de solido seco. El solido que abandona el secadero contiene el 11% en peso de agua. Si el secadero elimina 75000 kg ∕ h de agua cual será la producción diaria de papel con un 11% de peso de agua. El sistema mencionado puede representarse esquemáticamente mediante el siguiente dispositivo experimental.
x=1, 2,3 75000 kg X=1 2= ------------------- ∕ 1 día H X=1,2 = 75000 + 24/ d
X=1 = 0.067
2= 0.89
X= 0.89/ 0.067 = 13.28 kg/d
Remplazando el valor de w1 obtenido en la ecuación anterior en el balance global, puede resolverse en el sistema de ecuaciones y se obtiene que
X= 1 = 1, 946,537 kg /d y 2 = 146.537kg/d
Podemos concluir que la producción diaria de pulpa de papel solicitado será de W2 = 146.537kg/d
2.2) 500 m3/h de aire húmedo ( Ha =0,042 mol agua /mol aire seco ) se alimentan en una torre de absorción con el objetivo de eliminar el agua de acuerdo con el esquema adjunto.
Calcular
Los kg/h de H2SO4 DEL 98% necesario Los kg/h de H2SO4 del 72% alimentado en la torre de absorción. Todos los % son en peso
Entonces.
PQ1 =w1 RT
W1 = PXQ1/RT1 = 0.35 ATM . 500000 L/H 0.082 atm l Mol.k
= 6997 mol /h
(273 +32) k
W1 aire seco + w1 agua = 6997 mol/h
Wa1 = 0.042 = w1agua / w1 aire seco
W1 aire seco + w1 agua = 6997 mol/h Ha1 = 0.042 = w1 agua/ w1aire seco W1 aire seco = 6715 mol/h W1 agua = 282 mol/h = 5.077 kg/h Composición aire seco 21% de oxigeno y 79% de nitrógeno los gases que lo componen son n( O2 = 32 g/mol)
W1 aire seco = 6715 mol /h * ( 0.21.32+0.79.28) g /mol = 1kg /1000g = 193.66 kg /h
El caudal de la corriente 1 es W1=193.66 +5.077 kg/h W1 = 198.73 kg /h
Entonces 0 = W1 aire seco w2 aire seco
w2 aire seco = 6715 mol/h H A2 =0.002
= W2 agua / w2 aire seco w2 agua = 0.002. 6715 13.43 mol/h . 18g /1mol . 1kg/1000g = 0.242 kg/h
w2 agua =
Caudal masivo de la corriente dos
W2 = 193.66 +0.241 kg/h W2 = 193.90 kg/h Caudal del sulfuró al 98% Balance de acido sulfúrico (kg/h)
0 =0.98w5 – 0.67 w7
w5 = 0.684 w7
Balance de agua (kg/h) 0= 0.002 w5 + w1 agua – 0.33 w7 -w2 agua = 0.02 +5.077 -0.33 w7 – 0.242 Entonces W5 = 0.864 w7
0 = 0.02 w5 + 4.835 - 0.33 w7
Hayamos el calculo del acido sulfúrico w5 = 10.5 kg/h Caudal de sulfúrico 72% en peso Balance de acido sulfúrico en la columna de absorción 0 = 0.72 w3 - 0.64 w4
w3 = 0.931 w4
Balance de agua en la columna de absorción kg/h
0= 0.28 w3 + w1 agua - 0/33 w4 - w2 agua = 0.28 w3 + 5.077 - 0.33 w4 – 0.242
De esta forma W3 = 0.931 w4
0= 0.28 w3 +4.835 – 0.33 w3
Se obtiene el caudal de sulfurio en la columna que corresponde a
W3 = 64.8 kg/h
Conclusiones
Gracias al desarrollo de estos ejercicios obtenemos como resultado, una actividad de carácter informativo que nos permite recordar conceptos que muy probablemente serán aplicados o tenidos en cuenta durante el trascurso del desarrollo del curso procesos químicos. Podemos afirmar con certeza que como futuros ingenieros esta es un área de bastante aplicabilidad ya que vemos en estos ejercicios como influyen en nuestra cotidianidad de alguna forma estas incógnitas.
