Acidos y bases









Sección I. BALANCE DE MASA CON REACCION QUIMICA

PROBLEMA 1:
Un combustible compuesto de etano y metano en proporciones desconocidas se quema en un horno con aire rico en oxígeno (50% mol O2). Su análisis Orsat es: 25% CO2, 60% N2 y 15% O2. Encuentre:
a La composición del combustible, esto es, el porcentaje mol de metano en la mezcla metano-etano. R/ 33.33% CH4
bLas moles de aire rico en oxigeno empleado por mol de combustible.
R/ 8 lbmol aire enriquecido/Lbmol de combustible

problema 2:
Una mezcla de combustibles gaseosos se quema en un horno experimental por medio de técnicas convencionales. El gas de combustión se analiza en un aparato Orsat de mercurio y no hay razón para preguntar la formalidad de los resultados. Si los productos de combustiónson sólo CO2, H2O y N2, ¿cuál es la composición del combustible?, para el caso en el que:
a) El combustible es una mezcla de metano y amoníaco y los resultados del análisis Orsat son 6.2% CO2, 4.6% O2 y 89.2% N2? R/ 0.45 CH4, 0.55 NH3
b) El combustible es una mezcla de metano y HCN y los resultados del análisis Orsat son 10.8% CO2, 4.1% O2 y 85.1% N2?

problema 3:
Los solventes arrojadosen operaciones industriales pueden llegar a convertirse en contaminantes importantes si no se dispone de ellos en forma apropiada. Un estudio cromatográfico del desperdicio de los gases de combustión de una planta de fibras sintéticas tiene el siguiente análisis en por ciento mol: CS2: 40,SO2: 10, H2O: 50
Se ha sugerido que se disponga del gas quemándolo con un exceso de aire. Los productos de lacombustión gaseosa son arrojados entonces al aire a través de una chimenea. Los reglamentos locales en cuanto a la contaminación del aire establecen que ningún gas de combustión debe analizar más de 2% de SO2 (base seca) análisis promediado en un período de 24 hr. Calcule el porcentaje mínimo de aire en exceso que se debe utilizar para quedar dentro del reglamento.
PROBLEMA 4.
Se quema metanoen una cámara de combustión mal diseñada. La cámara se alimenta con 1000 Kgmol/h de metano, junto con la cantidad teórica necesaria de aire. Cuando la conversión global del metano es del 90%, se registra un cociente molar entre CO2 y CO en el producto gaseoso es 10:1. DETERMINAR
a. El grado de avance de las reacciones que se dan en el proceso
b. La conversión del metano en combustión completa eincompleta
c. Determinar la composición de salida de los gases en base húmeda y en base seca.
d. Cuantas libras de vapor de agua se encuentran en la corriente gaseosa en una hora de operación.

PROBLEMA 5.
En países productores de caña de azúcar el etanol se produce por fermentación de melazas y en países productores de petróleo a partir de la hidratación del etileno, donde una parte delproducto se convierte en dietil eter en una reacción secundaria, así:

C2H4 + H2O  C2H5OH

2 C2H5OH  (C2H5)2O + H2O

La alimentación de un reactor contiene etileno y vapor en una relación molar 2:3 y 10 % mol en sustancias inertes. La conversión fraccionaria del etileno es de 95% y la selectividad de producción de etanol con respecto a la producción de eter es de 18 mol/mol. Calcular lacomposición molar del flujo a la salida del reactor y el porcentaje de exceso del vapor entrando. Etileno 2.74%, Etanol 46.2%, dietileter 2.89%, agua 33%, Inertes 15.2%.

PROBLEMA 6.
En la hidratación catalítica del metano para producir gas hidrógeno, se introduce al proceso a presión atmosférica y 500°C, gas metano y vapor de agua en una relación molar de 2:3, donde ocurren las siguientesreacciones, con 85% de conversión en la reacción principal y 15 % en la secundaria, saliendo los productos a presión atmosférica y 850°C:
CH4(g) + H2O(g)  CO + 3H2 (g)

CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2 (g)

DETERMINAR:
a. El reactivo limitante
b. El grado de avance de cada reacción
c. La fracción de gas hidrógeno en los gases de salida.
d. Volumen de gases de salida libres de humedad, por...