UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA E.A.P. INGENIERIA QUIMICA DEL GAS NATURAL Y ENERGIA
SOLUCIONARIO DE EJERCICIOS DE BALANCE DE MATERIA, CINÉTICA DE REACCIONES Y REACTORES
CATEDRA
:
CIENCIAS
AMBIENTALES.
PRESENTADO A
:
Ms. POMALAY POMALAYA VALDEZ,
JOSE EDUARDO
PRESENTADO POR
:
MEZA ESPINOZA, Carlos
Enriqu.
Alu!n lu!no o "l s#$ s#$%i!o i!o s!s%r.
HUANCAYO - PERÚ 2013
6.1.
Balancee las siguientes ecuaciones FeS + HCl → FeCl 2 + H 2 S
a)
aFeS + bHCl → cFeCl 2 + dH 2 S H :
Fe : a
b
c
=
Cl
S : a
d
=
Hacemos a b
=
1
2
=
2 d
=
:
b
=
2c
c d
=
1
=
1
FeS + 2 HCl → FeCl 2
+ H 2 S
+ KOH → KCl + KClO 3 + H 2 O aCl 2 + bKOH → cKCl + dKClO3 + eH 2 O Cl 2
b)
O:
Cl : 2a
=
b
c + d
H
K : b
c
=
+
b
d
Hacemos e
=
c
1
=
2
d
=
1/ 3 3 Cl 2
+
+
e
: 2e
=
5/3
=
a
b
3 d
=
1
=
6 KOH → 5 KCl + KClO3
+
3 H 2 O
c) MnO2 + NaCl + H 2 SO4 → MnSO4 + H 2 O + Cl 2 + Na 2 SO4 aMnO2 + bNaCl + cH 2 SO4 → dMnSO4 + eH 2 O + fCl 2 + gNa2 SO4 Cl : Mn : a
=
b
H +
4c
=
4 d
+
e
+
4 g
:
2c
Na :
S :
b
c
=
b
=
=
f
d
O: 2a
2
=
2 g
Hacemos d a =1 c = 2
=
1
f e
=
d
= =
2
1 2
2e
+
g
g
MnO 2
=
1
+ 2 NaCl + 2 H 2 SO 4 → MnSO4 + 2 H 2 O + Cl 2 + Na 2 SO 4
H 2C 2 O4 + KMnO4 + H 2 SO4 → CO2 + MnSO 4 + K 2 SO4 + H 2O d) aH 2 C 2 O4 + bKMnO4 + cH 2 SO4 → dCO2 + eMnSO4 + fK 2 SO4 + gH 2 O K :
H : 2a
2c
+
b
2 g
=
C : 2
a
d
=
O: 4a
f c
Mn
:
b
e
=
S : +
4b
+
=
= =
4c
=
2 d
+
4e
+
4 f
c
e
=
+
g
=
8
2
a
=
5
1
d
=
10
Hacemos e b
f
2
=
=
2
f
3
5 H 2 C 2 O 4
+ 2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 → 10 CO 2 + 2 MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8 H 2 O
+ H 2 O + O2 → Fe(OH ) 3 aFe(OH ) 2 + bH 2 O + c O2 → dFe(OH ) 3 Fe(OH ) 2
e)
Fe : a
=
H : d
2a
+
2b
=
3 d
O: 2a
+
b
+
2c
Hacemos e b
=
2
d
=
1/ 3
=
=
3 d
c = 5/3 a =1
1
4 Fe(OH ) 2
6.2.
+
2 H 2 O + O2
→
4 Fe(OH ) 3
Calcule la velocidad de ascenso de una burbuja de aire de 100um de diámetro en un tanque de agua a 20 ºC.
SOLUCION: υ t
Datos:
=
= 1204 Kg / m3 ρ = ""8 Kg / m3 g = "8m / s 2 −3 µ = 1 ! 10 Kg / m s ρ P
Remplazando valores en la ecuación (1)
( ρ P − ρ ) g d P 2 18 µ
6.3.
(1204 − ""8) ! "8 ! (100 !10 −6 ) 2
υ t
=
υ t
= 543 !10 −3 m / seg
−
18(1 !10 3 )
Calcule el tiempo necesario para que una partcula irregular de arena de sle! con un diámetro de equivalente de 0." mm se sedimente en el #ondo de un tanque de $ m de pro#undidad. %&'(* t
=
= ""8 kg / m 3 −3 µ H O , 20 $ C = 10 kg / m s
#
ρ H O , 20$ C 2
d P 2 L
=
=
08 mm
2
4 m
ρ PARTICULA
=
2%30 kg / m 3
&+,-C&%(*
=
u t
u t
t
6.$.
=
− ρ ) g d P 2 18 µ
( 2%30 − ""8) )
=
u t
( ρ P
kg m
3
( "81)
18(10 −3 )
=
L
2
( 08 x 10 − )
3 2
s kg
m2
m s
0604 m / s t
/
u
m
4 m
=
0604 m / s
=
662 seg
%etermine la velocidad de sedimentacin 'erminal/ en agua 20 ºC/ de una partcula de arena es#rica de 0.0 mm de diámetro.
SOLUCIÓN: ρ H 2O , 20 $C
=
""8 Kg / m3
g = "8m / s 2 µ H 2O , 20 $C
6.6.
=
1!10 3 Kg / m s −
( ρ P − ""8) ! "8 ! (00% !10 −3 ) 2
υ t
=
υ t
= 26% !10 −6 ( ρ P − ""8)m 4 / Kg seg
18(1 ! 10 −3 )
,a siguiente in#ormacin procede de una prueba de laboratorio que se llevo a cabo para determinar la concentracin de slidos suspendidos de una muestra de aguas
residuales no tratadas. na muestra de 100 m, se #iltra a travs de una almo4adilla de #iltracin. 5l peso de la almo4adilla el crisol limpios/ los cuales se secaron/ se dejaron en#riar se pesaron/ es de $".610 g. despus de #iltrar/ secar a 10$ ºC dejar en#riar/ el peso del crisol/ la almo4adilla de #iltracin los slidos secos es de $".703 g. 8Cuál es la concentracin de slidos suspendidos en la muestra de aguas residuales/ en mg9,:
SOLUCIÓN:
6..
( 48 "03 − 48610 ) g 100 mLmuest!a
Concent!acon
=
Concent!acon
= 2"30 mg / L
8Cuántos moles de ;2($ se requieren para #ormar 6<.0 g de Ca( $ a partir de CaC( 3: CaCO3
# moles H 2 SO4
+ H 2 SO4 → CaSO4 + CO2 + H 2 O
= 65 g CaSO4 x
# moles H 2 SO4
6.".
=
02"3 !10 6 mg 100 L
1 mol CaSO 4 136 g CaSO 4
= 048
x
1 mol H 2 SO4 1 mol CaSO 4
moles H 2 SO 4
na planta generadora de energa elctrica de 1/000=> que consume carbn consume antracita/ que contiene
SOLUCIÓN:
F: Kg Carbon/Dia =
!i 1"""#$ = 1"% &/seg F = (31280 K" / Kg ) −1 ! 10 6 ! (04) !
86400 seg 1da
F = 110485" 83 Kg / da
6.7.
na muestra de 2<.26 g de sul#ato de magnesio 4idratado =g($D;2() se calienta a $00ºC para eliminar el agua de cristali@acin. e encuentra un residuo de 12.3$ g de sul#ato de magnesio an4idro. 8Cuál es el valor de D: ∆
→ MgSO4 MgSO4 #H 2 O 1234 g MgSO4
= 2526 g MgSO4 #H 2 O x 1234
1234
120
+
18 #
=
120 g MgSO4
(120 + 18 # ) g MgSO4 #H 2 O 120
2526 x
120
+
18 #
3031 2
=
120
+
18 #
24564
18 # #
6.10.
=
+ #H 2 O
=
=
12564 6"8
≈
%
+or accidente se derrama etanol a un ri/ la accin microbiana lo degrada de acuerdo con la ecuacin de reaccin C 2 H 5OH + 3O 2 → 2CO 2 + 3 H 2O
a) b)
8Cuántos Eilogramos de o!igeno se consumen en el proceso si se derramaron <00 Ag de etanol: 8Cuántos Eilogramos de C(2 se producen:
SOLUCIÓN: (a) 500 KgC 2 H 5OH !
KgO 2
=
1molC 2 H 5OH 46 Kg
!
3molO 2 I& olC 2 H 5OH
!
32 KgO 2 I& olO 2
1043 4%
(b) 500 KgC 2 H 5OH !
KgCO 2
6.11.
=
1molC 2 H 5OH 46 Kg
!
2molCO2 1molC 2 H 5OH
!
44 KgCO 2 I& olO 2
"8652
8Cuántos gramos de magnesio se necesitan para #ormar 1 Ag. de carbonato de magnesio:
MgCO3 + CaSO 4 + CaCO 3 →
MgSO4
# g Mg = 1000 g MgCO3 x
1 mol MgCO3 115 g MgCO3 # g Mg
6.12.
x
1 mol MgSO4 1 mol MgCO3
=
x
120 g MgSO4 1 mol MgSO4
x
24 g Mg 120 g MgSO4
208% g Mg
5l aire es una solucin compuesta principalmente por nitrgeno/ o!igeno argon/ con #racciones molares de0."1/ 0.21 0.007/ respectivamente. Calcule las #racciones de masa de cada uno. !e sabe: n A
= $ A ! nT
= m N 2 / mt % O 2 = mO 2 / m % A! = m A! / mT % N 2
−
= M A ! $ A ! nT mT = m N 2 + mO 2 + m A! mT = 28"48 ! nT m A
Remplazando valores de m ' masa total e las ecuaciones anteriores
= 21868 ! nT / 28"48 ! nT = 0%554 '% N 2 = %554' = 6%2 ! nT / 28"48 ! nT = 02321'% O 2 = %554' % N 2
% O 2
% A!
6.13.
= 036 ! nT / 28"48 ! nT = 00125'% A! = 125'
na muestra de .1$ g de oduro de potasio se disuelve en 1$< g de agua 8Cuál es a) la molalidad b) la #raccin molar de A- en la solucin:
= %14 g m H O = 145 g
m KI
2
a)
b)
m
=
m
=
nSOLUTO
Kg Sol&ente 0043 mol
=
0145 Kg
x
/ nSOLUTO
6.16
166 g / mol
=
0043 mol
02"66 mol / kg
=
n H 2O
x
%14 g
=
=
n KI n KI
=
+
n H 2O
m H 2O M H 2O
=
145 18
0043 0043 + 8056
= 8056 mol =
531 x 10
−
3
na planta de #undicin emite 1 tonelada mtrica de (2/ que se trans#orma en ;2($ en la atms#era 4Fmeda de acuerdo a las reacciones SO 2 + H 2O
→ H 2 SO 3 2 H 2 SO 3 + O 2 → 2 H 2 SO 4
Cuando cae al suelo con una precipitacin pluvial de 10mm sobre una área total de $00 Am2/ 8que p; es de esperar en la lluvia a 2< ºC si el Fnico componente adicional del p; se incorpora a los niveles ambientales de C(2: uponga disociacin total de ;2($ un p; de <.6 para la lluvia normal con base a los niveles ambientales de C(2.
SOLUCIÓN: *ara una lluvia acida normal p+ = ,+ −2 H 2SO4 ⇔ 2 H + SO4 .a emision de !0 para una tonelada en gramos 1ToneladaSO 2 !
De la reacción
SO 2 + H 2O H 2 SO3 +
1 2
10 6 gSO 2 1TN
→ H 2 SO3 O2
→ 1 H 2SO 4
De la disolución: H 2SO4 ⇔ 2 H + 10 6 gSO 2 !
= 10 6 SO2
+ SO4 −2
1molSO 2 1molH 2 SO 4 "8 gH 2 SO 4 ! ! 64 gSO 2 1molSO 2 1molH 2 SO 4
= 1331250 gH 2 SO 4
Consideramos gases ideales: * = nR2 +allamos el volumen: = 340"%145,. btenemos de: 1molH 2 SO 4 1molH + 1331250 gH 2 SO 4 ! ! "8 gH 2 SO 4 1molS 2 SO 4
= 15626 molH +
Calculamos la concentración: CcH
+
=
15625molH + 3820"18% L
1 1 = = 13883 * + 00"08"33 [ H ]
'H = * 'H
6.1".
=
13"
Como je#e de control ambiental de una #undadora de Ginc plomo usted esta a cargo del control de la emisiones de lluvia acida. %ic4o control se consigue neutrali@ando el di!ido de a@u#re que se e!trae de las c4imeneas durante la operacin de #undicin. a) con base a la siguiente reaccin/ 8Cuántos litros de Ca(;)2 2= se necesitan para neutrali@ar los 120 Ag de (2 que se producen cada da: SO 2 + H 2O
→ H 2 SO 3 H 2 SO 3 + O 2 → 2 H 2 SO 4 b) si el 4idr!ido de calcio tiene una pure@a de solo 7
SOLUCIÓN:
(a) 120 KgSO2 !
1molSO2 64 KgSO2
M =
)
=
−
M ! L
!
1molCa(OH ) 2 1molSO2
!
%4 KgCa(OH ) 2 1molCa (OH ) 2
138%5 KgCa(OH )2 %4 KgCa(OH ) 2 ! (
= 138%5 KgCa(OH )2
=2
( = 0"3"5 L
(b)
) %4 KgCa (OH ) 2 ! 100
2
=
)
= 1480 KgCa (OH )2
'l %,6 = 17"""KgCa(+)0 8 "%, ) = 14060 KgCa (OH ) 2
6.20.
e 4a anali@ado una muestra de agua obteniendo los siguientes resultados* Catin CaH2 =gH2 aH
Cantidad mg 9 ,) 10$ 3" 17
Calcule el nFmero de mili equivalentes por litro de cada catin/ la dure@a total la alcalinidad como mg9, de CaC(3.
SOLUCION : 1e*
= 10 3
L
+2 Ca
1e*
me*
L 1e*
L
m3
=
= 1e* L
104mg e* = 52 2 L
= 52000me* / L
L Ca + 2
104mg (10 −3 g / mg ) L
Mg + 2
Na +
6.22.
1"mg L
=
0104 g / L 20 g / e*
38mg (10 −3 g / mg ) L
=
= 00052
0038 g / L 1218 g / e*
e* L
⇒ 52me* / L
= 00031
e* L
⇒ 3128me* / L
(10 − g / mg ) = 001" g / L = 0000826 e* ⇒ 0826me* / L 3
23 g / e*
L
n análisis de una muestra de agua proporciona los siguientes resultados* Alcalinidad total Temperatura pH
72mg/L como CaCO3 25 ºC 9.8
Calcule las alcalinidades de carbonato/ bicarbonato e 4idr!ido.
SOLUCION:
= − * H 3O + [ H 3O + ] = 10 −8" "8
1585 ! 10 −10
mol L
[ H 3O + ]
Donde: mg / LCO3
−2
=
(CACO3)
mg / LCO3
mg / LCO3
−2
−2
=
=
%2 + 50000 !1585 !10
−10
1 + (158 !10
%2 + %"25 ! 10 −6
−10
− 50000[10 −14 / 1585 !10 −10 ] ) /(2 ! 48 !10
−14
)
− 31545
1 + 16504 68845 = 25"6"2 265104
.uego: mg / L ( HCO3 )
=
%2 + %"25 ! 10 −6
1 + 1 / 16514
[OH ] = −
mg / L[OH
−
6.23.
] = 50000
1 !10
=
68845 1606
= 4286%
−14
[ H 3O + ] 10
−14 10
1585 !10
= 316
na muestra de 200 m, de agua del lago cugog requiri 2 m, de ;2($ 0.02 para alcan@ar el punto #inal de #enol#talena 10 m, más de ácido para titular del punto #inal de #enol#talena al de naranja de metilo. 8Cuáles son las #ormas de alcalinidad que están presentes en qu concentraciones como CaC( 3):
= 200 C 1 = x
( 1
( 1 C 1
6.2<.
− 31545%
= =
mL de H 2 O
C 1
= 2 mL de H 2 O = 002 N
C 1 x ( 1 = C 2 x ( 2 002( 2 ) C 1 = = 00002 N 200
( 2 C 1
= 1 2 mL de H 2 O = 002 N
C 1 x ( 1 = C 2 x ( 2 002(12 ) C 1 = = 00012 N 200
( 2
200 mL de H 2 O x
i el agua del lago (ntario tiene concentraciones de CaH2 =gH2 de 0.00076 0.00022 mol9,/ respectivamente/ 8Cuál es la dure@a del agua/ e!presada en mg9, de CaC(3: Ca + 2
=
Mg + 2
+u!e,a (
0000"6
=
mol 40 g 1 mg − 3 = 38 4 mg / L L 1 mol Ca 10 g
000022
mg L
mol 243 g 1 mg − 3 = 5346 mg / L L 1 mol Ca 10 g
CaCO3 )
= 384 x
+ 5346 40 / 2 50
x
243 / 2 50
+u!e,a (
mg L
CaCO3 )
= 118
mg L
CaCO3
6.26. ,as siguientes concentraciones de cationes se obtuvieron de un análisis de agua* Cationes CaH2 =gH2 aH AH
mg 9 ,) 60 20 1<.< "
Calcule la dure@a la alcalinidad como mg9, de CaC(3.
SOLUCIÓN: !olo los iones divalentes Ca90 #g90; contribuen a al dureza 60
mgCa
+2
!
L
1molCaCO3
+2
20
6.2".
mgMg L
!
1molCa
+2
−3
+2 100 !10 mgCaCO3 1molCa ! ! −3 +2 1molCaCO3 40 !10 mgCa
1molCaCO3 +2
1molMg
= 150mgCaCO3
−3
+2 100 !10 mgCaCO3 1molMg ! ! −3 +2 1molCaCO3 24 !10 mgCa
= 8333mgCaCO3
&l anali@ar una muestra de agua/ se encuentra que contiene los siguientes constituentes en las concentraciones que se indican* %i!ido de carbono C(2) Bicarbonato de calcio ICa;C(3)2J ul#ato de calcio Ca ($)
"." mg9, 1"6.3 mg9, "1.6mg9,
,a cal 9Ca(;)2)se usa para precipitar el C(2 el Ca ;C(3)2/ la sosa comercial para precipitar el sul#ato de calcio de acuerdo con las siguientes ecuaciones* CO 2 + Ca (OH ) 2
→ CaCO3( ''t ) + H 2O Ca ( HCO 3) 2 + Ca (OH ) 2 → 2CaCO 3( ''t ) + H 2O CaSO 4 + Na 2CO 3 → CaCO 3( ''t ) + Na 2 SO 4 Calcule la masa de cal la sosa comercial necesaria para ablandar por completo en teora 1 litro de esa agua.
SOLUCIÓN: CO 2 + Ca (OH ) 2 → CaCO3( ''t ) + H 2O 88 ! %4 mgCa (OH ) 2 = = 148 44 Ca ( HCO3) 2 + Ca (OH )2 → 2CaCO 3( ''t ) + H 2O
mgNa 2CO3 =
816 ! 140 136
= 84
CaSO 4 + Na 2CO3 → CaCO3( ''t ) + Na 2 SO 4 1863 ! %4 mgCa (OH ) 2 = = 851 162
6.30.
n cilindro que contiene o!igeno a 20= +a a 0 ºC podra e!plotar si la presin pasa de <0 = +a/ 8Cual es la temperatura má!ima ºC) a la que se puede almacenar este cilindro sin peligro/ con un #actor de seguridad de 2.0:
SOLUCION: Considerando volumen constante 21 = "< C = 053K ; *1 = 0"#*a *0 = ,"#*a ; actor de seguridad = 0" 20 = >umero de moles no varia 'plicando la ecuación de los ?ases Reales * = nR2 P 1 ( 1 P 2 ( 2
!i = Cte
=
6.31.
T 1
T
T 2
=
50 ! 2%3
T 2
=
20 40"5$ C
na muestra de <0 m, de o!igeno a una presin de 0.1 =+a se me@cla con una muestra de 2<0 m, de nitrgeno a la misma temperatura a una presin 0.066 =+a. ,a me@cla se coloca en un recipiente de 1<0 m,/ sin que la temperatura cambie. Calcule la presin parcial de cada gas la presin total del recipiente.
SOLUCIÓN:
Considerando la 2emperatura constante de 0%4 K 'plicando la ecuación de los ?ases @deales:
nO 2
=
n N 2
=
'O 2 ( O 2 RT ' N 2 ( N 2 RT
= =
0"8 ! 005 00821 ! 2"8 066 ! 025 00821 ! 2"8
= 0002mol = 0006% mol
Calculamos presión total +' P T
=
(nO 2
+ n N 2 ) RT
( P T = 142atm
=
0008% ! 00821 ! 2"8 015
Calculamos las presiones parciales del oAigeno del nitrógeno
= $ O 2 P T ' N 2 = $ N 2 P T ' O 2 = 033atm ' N 2 = 10" atm ' O 2
6.3$.
na muestra de 1.002 g de gra#ito C) se quema totalmente en un recipiente de acero que contiene 2<0 m, de o!igeno a una presin de 1.0 =+a a 2 º C. calcule la #raccin molar de cada gas la presin total despus de la combustin* suponga que todos los gases que la temperatura aumenta 2.< ºC.
SOLUCIÓN: !e tiene la reaccion: C + O2 → CO 2 ?raito (C) = 1""0 gramos 2 = 05 2B = 0 = 0," m. = "0, . #oles de graito(C) = ""43,
#oles de oAigeno aplicamos la ecuación: *0 = 1#*a = %45 atm "8% ! 025 P( = nO 2 = RT 00821! 300
= 01mol
Bl reactivo limitante es el graito una combustión completa: Despus de la reacción ueda: nCO 2 = 00835mol nO 2 nT
= 00165mol = 01mol
+allamos las racciones molares de los gases: $ CO 2 = 084 $ O 2 = 016 Calculamos la presion total (+') del recipiente: nRT 01 ! 00821 ! (300 + 25) P T = = 025 ( P T = ""3atm
6.36.
,a digestin anaerobia de un residuo industrial/ que es principalmente acido actico/ produce di!ido de carbono metano gaseosos. Calcule el volumen de C(2 de metano que se produce diariamente a 20 ºC para una produccin diaria de residuos equivalente a <00 Eg de C;3C((;.
SOLUCION: !e tiene la reacción : CH 3COOH → CO2 + CH 4
2 = 0"< C ,"" Kg C+3C+ = 433333 mol C+3C+ !egEn la reacción se tiene: 1mol de C+3C+ produce 1 mol de C0 1 mol de C+7
*or * = nR2 tenemos: ( O 2
=
( CH 4
6.$0.
833333 ! 00821 ! 2"3
=
= 200460% L
1atm 833333 ! 00821 ! 2"3 1atm
= 200460% L
5n la situacin que se describe el problema 6.37/ suponga que una sola #abrica es la causante de la emisin del contaminante/ que la e#iciencia global de la planta para la eliminacin de este material es de 60?. i el #lujo residual promedio que sale de la #abrica es 0.0< m39seg./ entonces sin tomar en cuenta los volFmenes que se quitan alas #lujos por ejemplo/ en los slidos/ etc./) cual es la concentracin má!ima del contaminante/ en mg9,/ que se puede descargar al sistema de alcantarillado.
SOLUCIÓN: Realizamos el balance de materia:
Del problema (-3%) C i = 11-% mg/. 'plicamos la ormula: C e
=
C e
=
C (100 − -fcenca ) 100 116"(100 − 60) 100
= 046%6mg / L
Bn la ecuación de balance de materia se tiene: Gase de cHlculo 1dia: (210m 3 ) ! (04
6.$2.
mg mg ) + (005m 3 ) ! (046%6 ) L L C e = 03%%mg / L
= (2225
mg ) ! C e L
n esperador que trabaja por gravedad recibe 30/000 galones por da de lodos de aguas residuales aumenta el contenido de slidos de 3.0 a .0? con una recuperacin del 70? de los slidos. Calcule el volumen de lodos espesados.
SOLUCIÓN:
De un balance de materia: de sólidos 5'K&%& L &,-%& K L , H 5 Gase de cHlculo para un dIa:
45 L %0 !10 3 mg = ! ( 30000 ) ! gal L 1 gal 10 ! 10 3 mg ! ( 30000 gal ) ! 45 L + "0 !10 3 L 1 gal .3
mg ! .3 L
= 60000 L / da ; Q = V / t ; t = 1 día
( = 60000 L 6.$6.
e lleva acabo una reaccin qumica en un K'C=. 5l componente & se tras#orma en el producto C/ la ecuacin de velocidad se in#orma como
! A
= −015[ A] mol / Ls
a) calcule el volumen necesario para una conversin del 70? de & para un gasto volumtrico de 100 ,9seg./ suponiendo que I&0J L 0.1 mol9,. b) despus de que 4a completado el diseMo/ el ingeniero averigua que se 4a cometido un error en el orden de la reaccin/ la cual resulta ser de orden cero/ la ecuacin correcta es ! A = −015mol / L s 8Cuál será el e#ecto de esto en el diseMo:
SOLUCIÓN: (a) en un R2C#
'plicando la ecuación:
A → C
1=
[ A] ! A ( − [ A0 ] [ A0 ] .
[ A] = [ A0 ] − [ AO ] # [ A] = 001
DespeJando volumen tenemos:
[ A] − [ A0 ] . ! A 001 − 01 !100 ( = − 015 ! 001 ( = 6000 L ( =
b) si la reaccione es de orden cero Bl volumen seria:
[ A] − [ A0 ] . ! A
( = (
001 − 01 = !100 − 015
( = 60 L
Bn un error de diseo de volumen de ,%7" . 6.<0.
na reaccin en #ase liquidase lleva acabo en un reactor intermitente a temperatura constante. e alcan@a una conversin del <0? en 20 minutos 8cuanto tiempo tomara alcan@ar la misma conversin a) en K'N'O b) en un K'C=:
SOLUCIÓN: 2 = Cte L = ," 6 2 = 0" min a) en un K'N'/ cal calculamos el valor de E !e tiene la ecuación: para una reacción de 1er orden
[ A] = [ A0 ] − [ AO ] # [ A0 ] [ A] = [ A0 ] ! 05 [ A] [ A0 ] 1 k = Ln ! [ A] ! 05 20 &+ k = 0035 &+, −1 kt = Ln
Bl tiempo seria el mismo t = 20 min b) en un K'C=
[ A0 ] 1 − 1 ! k [ ] A [ A0 ] 1 − 1 t = ! 0035 [ ] A ! 0 5 0 t =
t = 285% &+
