balances de materia

7/17/2019 balances de materia

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LICENCIATURA

Ingeniería Química Industrial

SEMESTRE

4°

GRUPO

1

ASIGNATURA

Balances de Materia

PROFESOR

Luis Flores Pren

INTEGRANTES

Cervantes Cervantes Diego Ivan

Esquivel osado Clara María

P!re" Castilla odol#o

FECHA DE ENTREGA

$% &'BIL&$%1(



1. )na me"cla de *ro*ano + ,utano se quema con aire- El an.lisis *arcial de los gases de

com,usti/n indica los siguientes *orcenta0es en volumen en ,ase seca2 %-%($3 de

C567 %-%($3 de C461% 1-47 de C8 + 3-1$ de C8$- El gas de com,usti/n est. a la

*resi/n de 37% mm 6g + el *unto de rocío del gas es 49-( ° C-

Calcular2a: La com*osici/n molar del gas com,usti,le

,: El *orcenta0e de e;ceso de aire utili"ado

c: La conversi/n + selectividad de cada una de las reacciones

• Base de c.lculo

1%%<gmol

C567=1%%>;:

C461%=1%%>1?;:

• eacciones

C567 @ (8$ A 5C8$ @ 46$8C567 @ 5-(8$ A 5C8 @ 46$8C461% @ 9-(8$ A 4C8$ @ (6$8C461% @ 4-(8$ A 4C8 @ (6$8

• Corrigiendo gases de cimenea

C567=%-%($3%-%=%-%4345C461%=%-%($3%-%=%-%4345C8=1-47%-%=1-55$C8$=3-1$%-%=9-4%7

6$8=1%

':

67

61%

P=780mmHg

Base seca. Tr=46.5°C

C3H8=0.0527%

C4H10=0.0527%

CO=1.48%

CO2=7.12%

Quemador

ɳ =¿

.! e"

e#ceso $

P&H2O'46.5°C=10.40()a

P)arc*a+=P&H2O'46.5°C=10.40()a

,H2O=10.40-103.657=0.10

,.!=0.0

,H2O=78.0256mmHg-780mm

Hg=0.100



C / 567= C / 461%=%-%4345 A ases de cimenea

C / 567= C / 461%=(% A Com,usti,le alimentado

Base de cálculo (100kgmol)

Entradas C567=1%%>%-(:=(%gmol

C461%=1%%>1?%-(:(%<gmol

Aire alimentado

O2 necesario

=

50 KgmolC 3 H

8∗

(

5kgmolO2

1 KgmolC 3 H 8

)+50kgmolC

4 H

10∗

(

6.5O2

1 KgmolC 4 H 10

)=575 Kgmol O

2

O2 exceso =(3( gmol 8$>G:

8$ alimentado= 575+575ε∗( 7921)

Gases de !imenea"

C567=(%<gmol>1? ɳ :

C461%=(%>1? ɳ :

C8$= 50 (ɳ ) ( ʂ )(31 )+50 (ɳ ) ( ʂ )( 41 )=50ɳʂ (7)=350ɳʂ

C8= 50 (ɳ ) (1− ʂ )(3

1 )+50 (ɳ ) (1− ʂ)(

4

1 )=350ɳ (1− ʂ)

6$8= 50ɳ ( ʂ )( 41 )+50ɳ (1− ʂ )( 41 )+50ɳ ( ʂ )( 51 )+50ɳ (1− ʂ)(51 )



= 50ɳ ( ʂ )(91 )+50ɳ (1− ʂ)(91 ) = 450ɳ ( ʂ)+450ɳ (1− ʂ )=¿

450ɳ ( ʂ+1− ʂ )=450ɳ

8$= 575 (1+ε )−(50ɳʂ(51 )+50ɳ (1− ʂ )(3.51 )+50ɳ ( ʂ )(6.51 )+50ɳ (1− ʂ)(4.51 ))

= 575 (1+ε )−

(50ɳʂ

(

11.5

1

)+50ɳ (1− ʂ)(8)

)= 575 (1+ε )−(50ɳ (11.5 ʂ+8−8 ʂ ))

= 575 (1+ε )−(50ɳ (3.5 ʂ+8))

H$=$195-%($ >1@ ε ¿

Cal#lando ʂ

CO 2

CO =

6.408

1.332=

350ɳʂ

350 ʂ(1− ʂ )

178

37 =

s

(1− ʂ)

ʂ=0.8279

Cal#lando n



C 4 H 10

H 2 O =

0.0527

10 =

50(1−ɳ )450ɳ

=5.27 x10−3

2.3715ɳ =50−50ɳ

52.3715ɳ =50

ɳ =0.9547

Cal#lando el $ de ε utilizado

8$ + H$ A ases de cimenea

O2+ N 2=575 (1+ε )−(50n (3.5 ʂ+8 ) )+2165.0952(1+ε )

3.5 (0.8279 )+850(0.9547)(¿)+2163.0952 (1+ε )

O 2+ N 2=575 (1+ε )−¿

O2+ N 2=2738.0952 (1+ε )−520.1993

6$8= 450ɳ

= 450 (0.9547 )=429.615

O 2+ N 2

H 2 O =

2738.0952 (1+ε )−520.1993

429.615=

82.79

10

2738.0952 (1+ε )−520.1993=3556.7825

2738.0952 (1+ε )=4076.9818

2788.0952 ε=4076.9818−2738.4952



2788.0952 ε=1338.8866

ε=0.4802

ε=48.021



%. Los solventes arro0ados en o*eraciones industriales *ueden llegar a convertirse

en contaminantes im*ortantes si no se dis*one de ellos en #orma a*ro*iada- )n

estudio cromatogr.#ico del des*erdicio de los gases de com,usti/n de una *lanta

de #i,ras sint!ticas tiene el siguiente an.lisis en *orcenta0e molar2 C$ 4% 8$

1% + 6$8 (% - e dis*one de 1(3(% m5 de gases medidos a 7%% mm6g + 1$%

JC-

e a sugerido que se dis*onga del gas quem.ndolo con un e;ceso de aire- Los

*roductos de la com,usti/n gaseosa son arro0ados entonces al aire a trav!s de

una cimenea- Los reglamentos locales en cuanto a la contaminaci/n del aire

esta,lecen que ningKn gas de com,usti/n de,e contener m.s del $ de 8 5 en

,ase seca- Calcule el *orcenta0e mínimo de aire en e;ceso que se de,e utili"ar

*ara cum*lir con el reglamento-

Des*u!s de la com,usti/n del gas se encontr/ que la me"cla resultante contiene

%-%13(9 de C$ %-33457 de C8$ %-%79%4 de C8 %-%3%$ de 8$1-74555 de 85 37-9534 de H$ 13-4444( de 8$ + 1-%347 de 6$8-

Calcular las conversiones del C$ + del 8$ así como la selectividad del C$

acía el C8$-

Calcular las conversiones del C$ + del 8$ así como la selectividad

del C$ acía el C8$-

scr**mos +as reacc*o"es

S O2+1

2O

2→ S O

3

C S2+4 O

2→ C O

2+2S O

3

C$= %-%13(9

C8$%-33457

C8 =%-%79%4

8$ =%-%3%$

85=1-74555

H$=37-9534

8$ =13-4444(

6$8=1-%347

120°C

15750 m3

800 mmHg

&#emador

*re !eco



C S2+3.5O

2→ C O

2+2S O

3

Ca+cu+a"do +os mo+es ue e"ra"

15750m3

=

22.4 m3

kgmol x 393.15k

273.15k x 760 mmHg

800mmHg x n

t

nt =514.2234 kgmol

C S2=( .4 ) (514.2234 )=205.6893kgmol

S O2=(.1 ) (514.2234 )=51.4223kgmol

H 2

O=( .5 ) (514.2234 )=257.1117 kgmol

samos +os mo+es de 20 )ara ca+cu+ar +os mo+es ue sa+e" a+ 9"a+

nsalen= 257.1117

0.010974=23427.46109 kgmol

Ca+cu+amos +a co"ers*:" ; +a se+ec**dad co" e+ CO2 ue sa+e ; e+ CO

C O2

sale= (23427.46109 ) (0.0077438 )=181.41757 kgmol

CO sale=(23427.46109 ) (0.0008604 )=20.15698 kgmol

nc s

2= 181.41757+20.15698

205.6893 x 100=97.9995 ≈98

sc s2

=181.41757

20.15698 x100=90

Ca+cu+amos +a co"ers*:" co" e+ !O3 ue sa+e

S O3=201.57455(

2

1 )=403.1491+51.42234 (n )(1

1 )S O

3 sale=(23427.46109 ) (0.0184333 )=431.84541kgmol

S O3

a partir de S O2=28.6963kgmol



nS O2

= 28.6963

51.42234 x 100=55.8

a Ca+cu+a"do e+ a*re e" e#ceso ue dee de aer )ara ue se cum)+a +a"orma

O2

requerido=205.6893 ( .98) ( .9)( 41 )+205.6893 ( .95) (1−.9)( 3.51 )+51.42234 ( .558 ) ( .5 )=810.5701 kgm

N 2

entra=(810.5701)(79

21)=3049.2875 kgmol

N 2

salió en el problema=(23427.46109 )(.7863974)=18423.2944 kgmol

Aire que se usó=(18423.2944 ) ( .79)=23320.6259 kgmol deaire usado

Ca+cu+amos +a <racc*:" mo+ de !O3 e" ase seca de+ )ro+ema

S O3

= 431.84541

23170.3493=0.01863

samos u"a reg+a de 3 *"ersa co" +os daos de+ )ro+ema ; co" +a "orma )ara

ca+cu+ar +a ca"*dad de a*re reuer*da )ara ue se cum)+a +a "orma

23320.6259 ( .02 )

.01863

=25035.56189 kgmol de Aire

Ca+cu+amos +os mo+es de a*re reuer*dos eseu*mer*came"e )or e+ )ro+ema

810.5701

.21 =3859.8576 kgmol de Aire

Ca+cu+amos e+ e#ceso

25035.56189

3859.8576 x100=648.6136



'. )n gas de ,a0a energía o,tenido de la com,usti/n in situ de aceite de esquisto

tiene la siguiente com*osici/n2 1%-% C8$ $%-% C8 $%-% 6$ $-% C64 +

47-% H$- Este gas se quema con aire seco en e;ceso + el an.lisis 8rsat del gas

de com,usti/n indica 14-5 C8$ 1-% C8 4-5 8$ + 7%-4 H$-

Calcular2

a: El *orcenta0e de aire en e;ceso utili"ado en la com,usti/n del gas de ,a0a

energía-

,: La conversi/n + selectividad de los reactivos que se queman-c: El *unto de rocío del gas de com,usti/n si se quemase con aire de entrada a

$(°C + 5% de umedad relativa conservando las conversiones + selectividades-

El ,ar/metro indica 1%% <Pa-

T= 25°C Hr=30 % P=100 Pa

Aire Alimentado:

O2

necesario=20kgmolCO (0.5kgmolO2

1kgmolCO )+2kgmolC H 4( 2kgmolO

2

1kgmolCH 4)+20kgmol H

2(0.5kgmolO2

1kgmol H 2)

O2necesario=24

kgmolO2

Base de cálculo: 100 kgmol

CO2 >10 gmo+ CO>20 gmo+H2>20 gmo+

CH4>2 gmo+?2>48 gmo+

CO+1

2O

2→C O

2

C H 4+2O

2→ C O

2+ H

2O

C H 4+1.5O

2→ CO+2 H

2O

Reaiones"

'ire eco >'--: en e;ceso =@

CO2

>14.3%

CO>1.0%?2>80.4%

O2>4.3%

CO2

>10%

CO>20%H2>20%CH4>2%?2>48%

&#emador

( )Ƞ

()Ș



C 0

O2

= 22−20 ȠCO−2!CH 4

24 (1+ɛ )−10 ȠCO−!CH 4−13

1

4.3=

22−20 ȠCO−2!CH 4

24 (1+ɛ )−10 ȠCO−!CH 4−13

Ec (1) 17.67442 ȠCO−1.7645!CH 4+5.581395 ɛ=19.441855

C O2

N 2=

10+20 ȠCO+2!CH 4

90.2857 (1+ɛ )+24

14.3

80.4=

10+20 ȠCO+2!CH 4

90.2857 (1+ɛ )+24

Ec (2) ¿20 ȠCO+2!CH 4−16.0582ɛ=10.32085

C O2

CO =

10+20 ȠCO+2!CH 4

22−20 ȠCO−2!CH 4

14.3=¿

Gases de !imenea *a+o an,lisis Orsat"

C O2=10kgmolCO

2+20kgmolCO∗ ȠCO∗(1kgmolCO

2

1kgmol CO )+2kgmolCH 4∗!CH 4∗(1kgmol CO

2

1kgmolCH 4)

C O2=10+20 ȠCO+2 !CH 4

CO=20kgmolCO∗(1− ȠCO )+2kgmolCH 4∗(1−!CH 4)∗( 1kgmol CO

1kgmolCH 4 )

CO=22−20 ȠCO−2!CH 4

N 2=90.2857 (1+ɛ )+24

H 2

O=2kgmolCH 4∗!CH 4∗(2kgmol H

2O

1kgmolCH 4)+2kgmolCH

4∗(1−!CH 4 )∗(2kgmol H

2O

1kgmol CH 4)

H 2

O=24kgmol

O2alimentado=24 kgmol(1+ɛ)

N 2

alimentado=24 kgmol (1+ɛ )( 7921 )

N 2

alimetado=24+90.2857 (1+ɛ )



esolviendo las 5 ecuaciones simult.neamente en matla, o,tenemos2

ȠCO=0.880533

!CH 4=1.32157

ɛ=0.618186



-. ' un reactor se alimenta 1$(%% <g de una me"cla #ormada *or una soluci/n

acuosa de Mn84 al 5$ en *eso así como ((9 m5 a (% °C + 1$%% mm6g de

una me"cla gaseosa #ormada *or aire seco + amoníaco con una *resi/n *arcial

del o;ígeno igual a 77-$ mm6g- La reacci/n que se lleva a ca,o es la siguiente2

$H65 @ $Mn84 $86 @ Mn 8$ @ $6$8>g: @ H$

Des*u!s de un cierto tiem*o de reacci/n en el cual se llega al equili,rio se

adiciona al reactor Cl84 en cantidad tal que se tenga un 1( de e;ceso de 86

e#ectu.ndose la siguiente reacci/n2

$86 @ $Cl8$>g: Cl8$ @ Cl85 @ 6$8>g:

La reacci/n se detiene cuando la com*osici/n en la #ase gaseosa del Cl8 $ es del

5 + la del Mn8$ en la soluci/n #inal dentro del reactor es de 11-(-

Calcular2

a: El *orcenta0e de e;ceso de reactivo utili"ado en la *rimera reacci/n-

,: Las conversiones alcan"adas en cada una de las reacciones-

c: La com*osici/n en *orcenta0e *eso de la soluci/n dentro del reactor

des*u!s de la adici/n del di/;ido de cloro + antes del inicio de la segunda

reacci/n-

Solución Acuosa Alimentada

ɳ K"nO4

=12500 (0.32 )

158.02=25.313 kgmol#

ɳ H 2

O=12500 (1−0.32 )

18=472.22 kgmol#

Calculo del *unto de rocío

Hr= $ parcial H

2O

$ %apor H 2O $%apor H 2

O&25' C =3.187kpa

$parcial H 2

O=3.187kpa∗0.3=0.95632kpa

( H 2

O=0.95632 kpa

100kpa =0.0095632

( A # S=0.99043

'- alimentado

O2=24 (1+0.61816 )=38.8364 kgmol

N 2=24+90.2857 (1+0.61816 )=170.09905 kgmol

H 2

O (c)imenea )=24kgmol

N 2( c)imenea )=170.09905 kgmol

Moles gas >8rsat:=170.09905 kgmol

0.804 =211.5659kgmol

Moles totales ¿24kgmol+211.5659kgmol=235.5659 kgmol

( H 2

O= 24kgmol

235.5659kgmol

=.101882

u*oniendo 6r=1%%

556 mm3

50°C

*re !eco ; ?H3

´ $O2=88.2mmHg

12500 g

!o+. cuosa

Ae ("O4

+ 32%

ases

C+O2 3%Reator

!o+uc*:""O2=11.5%



*otal=497.53 kgmol

+ases Alimentados

556m3=22.4

m3

kgmol

xɳ gas x 323.15 K

273.15 K

x 760mmHg

1200mmHg

ɳ gas=33.127kgmol ´ $ O2

=88.2mmHg

O2

= 88.2mmHg

1200mmHg=0.0735

Aire Seco (0.21 )=0.0735 Aire Seco=0.0735

0.21 =0.35

N 2

=0.35 (0.79 )=0.2765

NH 3

=1−0.35=0.65

ɳ O2

=2.434 kgmol

ɳ N 2

=9.159kgmol

ɳ NH 3=21.53 kgmol

$rimera,eacción -alanceada :

2 N H 3+2 K "nO

4→2 KOH + "n O

2+2 H

2O( g)+ N

2

Segunda ,eacción -alanceada :

2 KOH +2Cl O2 (g)→KClO

3+2 H

2O(g)+ N

2

$orcenta.ede exceso de reacti%osutilizados(a) :

ɳ K"nO4

=25.313 kgmol De+ac*:" 22



ɳ K"nO4

=21.53kgmol

ɳ K "nO4 (necesario )

=21.53( 22 )=21.53 kgmol

,eacti%olim itante : NH 3

,eacti%o en /xceso : K"nO 4

%#ceso ("O4 ¿

25.313−21.53

21.53 x 100=17.57

Con%ersiones(b)

$roductos de la primera reacción

N H 3=21.53 (1−ɳ

1 )

KOH =21.53 (ɳ 1)(2

2)

ɳ

(¿¿ 1)(2

2)

"n O2=21.53¿

ɳ

(¿¿ 1)(2

2)

H 2

O(g)=21.53¿

ɳ

(¿¿ 1)( 12 )+9.159

N 2=21.53¿



ɳ

(¿¿ 1)( 22 ) K"nO

4=25.313−21.53¿

H 2

O(l )=472.22kgmol

O2=2.434kgmol

ClO2 (necesario ) 02

201.5= KOH =21.53n1

ClO2 (necesario )=18.7217n1

ClO2=18.7217 n1(1−n2)

K ClO2=18.7217n1 0 n201/2

K ClO3=18.7217n10 n201/2

H 2O=18.7217n1 0 n2 01/2

KOH =21.53n1 02

2−18.7217n10 n202/2

Salida(solución acuosa) :

"nO 2=21.53n1=21.53n1(86.93)

K"nO4=25.313−21.53n1=(25.313−21.53n1)(158.02)

H 2Oliq #=472.22 kgmol=8499.96 kg

KClO2=18.7217 n1 0 n2 01/2=(18.7217n1 0 n2) 01/2 0106.54

KClO3=18.7217n1 0 n201/2=18.7217 n10 n2 01/2 0122.54



KOH =21.53n1−18.7217 n1 0 n2=(21.53n1−18.7217n1 0 n2)(56.09)

Salida de gases :

NH 3=21.53 (1−n1 )

H 2O (g )=21.53n1+18.7217n10 n20 1

2

N 2=21.53n101

2+9.159

O2=2.434 kgmol

ClO2=18.7217 n1(1−n2)

+ases(salida):

ClO2=18.2717n1 (1−n2)−−→ 3%& gases resa"es 7%

ases resa"es= 33.123+10.765n1+9.36085n1 0 n2

ClO2

+ases restantes =18.2717n1(1−n2)

33.123+10.765n1+9.36085n10 n2=3-7

!o+uc*:" sa+*da

"nO 2=11.5 1 en peso 1 solucionrestante=88.5

"nO 2=21.53n1 (86.93 )=1871.6029n1

Solución restante=12499.92026−2194.5229n1+1094.283365 n1 0 n2

1871.6029n1

12499.92026−2194.5229n1+1094.283365n1 0n2 =11.5

88.5

165636.8567n1=143749.083−25237.35835 n1+12584.2587 n1 0 n2



190874.2151n1−143749.083

12584.2587=n1 0n 2

n10 n2=15.1676n1−11.422

18.2717n1−18.2717(15.1676n1−11.422)33.123+10.765n1+9.36085(15.1676n1−11.422) =3-7

20243.803−25110.002n1=458.238n1−221.388

,esol%iendo la ecuación se obtiene :

∴n1=0.8004≈80

n2=

15.1676 (0.8 )−11.422

0.8=0.801 ≈89.01

Composicionesantes de lasegunda reacción:

KOH =(21.53)(0.8004)(56.1)=966.74 kg

"nO2=(21.53)(0.8004)(86.93)=1498.03kg

K"nO 4=(25.1313−(24.53)(0.8004))(158.03)=1276.94 kg

H 2Oliq #=(472.22)(18)=8499.96kg

*otal=12241.67 kg

2 KOH =0.078971

2 "nO2=0.12237

2 K"nO4=0.10431

2 H 2Oliq #=0.69434



Composicionesdespu3s de la adición de ClO2

"nO2=1498.03 kg

K"nO 4=1276.86 kg

H 2Oliq #=8499.96 kg

KClO2=7010.51 kg

KClO3=817.21kg

KOH =218.44 kg

*otal=13021.01kg

2 KOH =0.016775

2 "nO2=0.1150

2 K"nO 4=0.09806

2 H 2Oliq #=0.6527

2 KClO2=0.05456

2 KClO3=0.062760

. e desean *roducir 9%%% *ie5 de acetileno gaseoso a 3%JF + 3(% mm 6g

utili"ando car,uro de calcio que contiene 5 *eso de s/lidos inertes + 3 de

car,uro adem.s se utili"a agua en e;ceso *ara la reacci/n la cual es la siguiente2

CaC% / H%O CHCH / Ca0OH%

La lecada #inal de cal contiene agua s/lidos inertes + Ca>86:$ con unaconcentraci/n de $% *eso de s/lidos totales-

Calcular2

a: Los <g de car,uro de calcio im*uro utili"ados-

,: La cantidad de agua utili"ada-

c: El *orcenta0e de e;ceso de agua utili"ada-



d: La com*osici/n de la lecada de cal-

scr**mos +a reacc*:" a+a"ceada

H

O ¿

¿CaC 2+2 H 2 O(l ) →C 2 H 2+Ca ¿

Dea+*Eamos +as co"ers*o"es de+ o+ume" ; +a em)eraura

6000 4 t 3=169.86m

3

700 5 =21.11

0C

Ca+cu+amos +os mo+es ue sa+e" de gas

169.86m3=

22.4 m3

kgmol x 294.2611k

273.15k x

760 mmHg

750mmHg x nt

nt =6.9463kgmol

a Ca+cu+amos +os g de caruro de ca+c*o *m)uros co" +os mo+es de gas)roduc*dos

(6.9463 ) (1.03 )=7.1546kgmol

(64

kg

mol

)=457.9kg

Ca+cu+amos +a ca"*dad de agua u*+*Eada

[ (6.9463 ) (74 )+13.737impurezas ]( 8020 )=2111.0518 kgde agua=117.2807kgmol de H 2

O

c Ca+cu+amos e+ )orce"aFe e" e#ceso de agua u*+*Eada

111.2807−14.3092

14.3092 x100=719.6175

d !acamos +as <racc*o"es

H 2

O=2111.0528kg

Ca (OH )2=(6.9463 ) (74 )=514.0262kg

Solidosinertes=13.737 kg



2 H 2O=

2111.0528

2638.816 =0.8

2 Ca(OH )2

=514.0262

2638.816=0.1947

2 solidosinertes= 13.7372638.816

=5.2 2 10−3



2.3 En un *roceso *ara *roducir .cido ac!tico a *artir de acetato de calcio +

soluci/n acuosa de .cido sul#Krico se alimentan 53( l,&r de acetato de calcio +

$1%% de l,&r de soluci/n acuosa de .cido sul#Krico al 5( en *eso- La reacci/n

se e#ectKa con una conversi/n del 7% -

Calcular2

a: El reactivo en e;ceso + su *orcenta0e de e;ceso-

,: El #lu0o + la com*osici/n de la me"cla resultante a la salida del reactor-

c: El *orcenta0e de e;ceso de reactivo en e;ceso que a+ que utili"ar *ara que la

com*osici/n del agua en la me"cla #inal sea de un (5 *eso manteniendo

constantes las dem.s condiciones de o*eraci/n-

eacci/n2

(CH 3CO2)2Ca+ H 2 SO4→CaSO4+2CH 3 COOH

eactivo en e;ceso + *orcenta0e de e;ceso

6( CH 3

CO2 )

2Ca= 9375

158.8=59.30

lbmol

)r

6 H 2 SO

4

=29100(0.35)

98.06=103.86

lbmol

)r

1 mol de >C65C8$:$Ca consume 1 mol de 6$84

eactivo en e;ceso es 6$84

6 H

2 SO

4( Necesario)=59.30

lbmol

)r

Reator

(45$ᶯCH3COO

H

2100 +-r

!o+uc*:" cuosa de

H2!O4 a+ 35% e"



6 H

2 SO

4( /2C/SO)=59.30 x ε

6 H 2 SO

4( A78"/N*A9O )=59.30+59.30 x ε=59.30(1+ε)

59.30

(1

+ε )=103.86

ε=0.743=74.3

Flu0o + com*osici/n de salida

6( CH 3

CO2 )

2Ca=59.30 (1−0.8 )=11.86

lbmol

)r =1874.82

lb

)r

6CH 3

COOH =59.30 (0.8 )( 21 )=94.88 lbmol

)r =5962.8

lb

)r

6CaSO4

=59.30 (0.8 )(11 )=47.44lbmol

)r =6458.48

lb

)r

6 H 2 SO

4

=103.86−(59.30 ) (0.8 )( 11 )=56. 42 lbmol

)r =5532.54

lb

)r

6 H 2

O= (29100

) (1−0.35

)18 =1050.83 lbmol)r =18915 lb)r

Notal Flu0o de alida57435-94 l,&r

2 CaSO4

=0.16736

2 H 2

SO4

=0.14380

6 H 2

O=0.4916

2 ( CH 3

CO2 )

2Ca=0.048729

2 CH 3

COOH =0.14796

Porcenta0e de e;ceso de reactivo en e;ceso

" H 2

O (necesario )=59.30 (1+ε ) (98.06 )( 6535 )=10799.2(1+ε)



6 H 2 S O

4(Salida)=59.30 (1+ε )− (59.30 ) (0.8 )( 11 )=59.30 (1+ε )−47.44

" H

2S O

4(Salida )= [59.30 (1+ε )−47.44 ] (98.06 )=5814.958 (1+ε )−4651.9664

" Salida total=1874.82+5692.8+6458.48+5814.958 (1+ε )−4651.9664+10799.2 (1+ε )=16614.158 (1+ε

10799.2(1+ε)16614.158+9374.1336

=0.53

ε=1.53≈153



E+eriio 6.

)na me"cla gaseosa que consiste en (% mol de idr/geno + (% mol deacetaldeído >C$648: se contiene inicialmente en un reci*iente erm!tico a una

*resi/n total de 39% mm6g a,s- La #ormaci/n de etanol >C$698: ocurre de

acuerdo con la siguiente reacci/n2

C$64 @ 6$ C$698

Des*u!s de un tiem*o se not/ que la *resi/n total en el reci*iente erm!tico a,ía

,a0ado asta 3%% mm6g a,s-

CalcKlese el grado de conversi/n de la reacci/n utili"ando las siguientes

su*osiciones2 >1: Nodos los reactivos + *roductos est.n en estado gaseoso + >$:

el reci*iente + sus contenidos esta,an a la misma tem*eratura cuando #ueron

medidas las dos *resiones-

eci*iente

H2=50%

C2H4O=50

%

760

mmHg

alida

C2H4O

C2H6O

H2

700mmH

g



Reai7n

C 2 H

4O+ H

2→ C

2 H

6O

rado de Conversi/n cuando todos lso reactivos + *roductos est.n en estaado gaseoso

Presiones *arciales iniciales

$ H 2

=760mmHg (0.5 )=380mmHg

$C 2 H

4 O=760mmHg (0.5 )=380mmHg

C 2 H 4 O+ H 2→ C 2 H 6O

Inicial 57% 57% ?

Productos 57%?; 57%?; ;

$* = $ a+ $b+ $C +:+ $i

700mmHg=(380− x )+(380− x )+ x

x=60mmHg

Productos



Productos + reactivos

$ H 2

=320mmHg

H 2

=0.45714

$C 2 H

4O=320mmHg

C

2 H

4O=0.45714

$C 2 H

6O=60mmHg

C

2 H

6O=0.08571

Base de c.lculo de $ gmol de me"cla inicial de gas

60

1 H 2=1gmol 6 H

2=1−6

60

1 C 2 H

4O=1gmol 6 C

2 H

4O=1−6

60 1 C 2 H 6O=0 6 C 2 H 6O=6

C 2 H

6O=

6

2−6=0.085716=0.15788=15.79

El reci*iente + sus contenidos esta,an a la misma tem*eratura al medir am,as *resiones

es igual +a que la Nem*eratura es constante-

"

eu*+*r*o

balances de materia

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