Balance

Balances de materia con reacción química

Problemas propuestos
1. En la reacción: BaCl2 + Na2SO4  BaSO4 + NaCl a) ¿Cuántos gramos de cloruro de bario se requieren para reaccionar con 5 g de sulfato de sodio? b) ¿Cuántos gramos de cloruro de bario se requieren para precipitar 5 g de sulfato de bario? c) ¿Cuántos gramos de cloruro de bario se requieren para producir 5 g de cloruro de sodio? d)¿Cuántos gramos de sulfato de sodio se necesitan para precipitar 5 g de bario contenidos en el cloruro de bario? 2. En la reacción: AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3 a) ¿Cuántos gramos de nitrato de plata harán falta para reaccionar con 5 gramos de NaCl? b) ¿Cuántos gramos de nitrato de plata se requieren para la precipitación de 5 g de cloruro de plata? c) ¿Cuántos gramos de nitrato de plata equivalen a5 g de nitrato de sodio? d) ¿Cuántos gramos de cloruro de sodio se necesitan para precipitar 5 g de plata contenidos en el nitrato de plata? 3. Para la reacción en la cual el amoniaco se forma a partir de sus constituyentes atómicos, determinar lo siguiente: a) La reacción estequiométrica de N2 e H2 b) Los coeficientes estequiométricos de los reactivos y productos. c) (moles de NH3producidas)/(moles de N2consumidas). d) (lb de H2 consumidas)/(lb mol de NH3 producidas). e) Los kg mol de N2 e H2 que deben reaccionar para formar 150 kg mol de NH3. f) Las lb de NH3 producidas y las lb de H2 consumidas si 20 lb de N2 reaccionan completamente. 4. El análisis de una piedra caliza es: carbonato de calcio 94.52% en peso, carbonato de magnesio 4.16% en peso y material insoluble 1.32% en peso. a)¿Cuántas libras de óxido de calcio podrían obtenerse de 8 800 libras de piedra caliza? b) ¿Cuántas libras de dióxido de carbono se desprenden? Reacciones: CaCO3  CaO + CO2 MgCO3  MgO + CO2 (I) (II)

5. El sulfato de aluminio se utiliza en el tratamiento de agua y en muchos procesos químicos; se puede preparar haciendo reaccionar bauxita triturada con ácido sulfúrico al 77% en peso. El mineral debauxita contiene 55.4% en peso de óxido de aluminio, siendo el resto impurezas. Para producir 2 000 libras de sulfato de aluminio se emplean 1080 libras de bauxita y 2 510 libras de solución. a) Determinar el reactante en exceso. b) Calcular el porcentaje en exceso. c) ¿Cuál es el grado de conversión de la reacción? Reacción: Al2O3 + H2SO4  Al2(SO4)3 + 3 H2O 6. El fósgeno es muy famoso por habersido el primer gas tóxico que se usó ofensivamente en la primera guerra mundial, pero también tiene muchas aplicaciones en el procesamiento químico de una gran cantidad de materiales. El fósgeno puede prepararse por medio de la

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reacción catalizada entre el CO y el Cl2 en presencia de un catalizador de carbono. la reacción química es: CO + Cl2  COCl2 Supóngase que se han determinado lascantidades de producto de la reacción en cierto reactor y los resultados son: 3 lbmol de Cl2, 10 lbmol de fósgeno y 7 lbmol de CO. Calcular: a) El porcentaje en exceso de reactante utilizado. b) El grado de conversión de la reacción. c) Las lbmol de fósgeno formada por lbmol de reactantes totales alimentadas al reactor. 7. Un reactor de deshidrogenación se alimenta con etano a razón de 150kmol/h. Los productos de la reacción son acetileno e hidrógeno. Si se alcanza una conversión del 80%, calcular las siguientes cantidades del producto gaseoso final. a) El flujo molar total. b) La relación entre las moles de hidrógeno y acetileno. c) El peso molar promedio. d) El flujo másico de acetileno. 8. La reacción entre el etileno y el bromuro de hidrógeno se efectúa en un reactor contínuo. Elflujo de productos se analiza, y se encuentra que contiene 50% mol de C2H5Br, 33% mol de HBr. La alimentación del reactor contiene sólo etileno y bromuro de hidrógeno. Calcular: a) La conversión del reactivo limitante. b) El porcentaje en el que el otro reactivo se encuentra en exceso. 9. En el proceso Deacon, para la fabricación de cloro, reaccionan HCl y O2 para formar Cl2 y H2O. El reactor se...