BALANCEMATERIA4

BALANCE DE MATERIA CON
REACCIÓN QUÍMICA
Tipo de transformaciones químicas
Pueden considerarse los siguientes tipos de reacciones:
a) combinación. Es la unión de dos o más elementos o substancias
para formar un único compuesto.
b) Descomposición. Es la formación de dos o mas substancias más
sencillas, elementos o no, a partir de un compuesto determinado.
C) Desplazamiento o substitución. Es launión de un elemento con un
compuesto con liberación de uno de los elementos combinados en el
mismo; este elemento ha sido desplazado por aquel otro elemento.
D) Doble desplazamiento. Es la reacción entre dos compuestos con
intercambio de elementos y formación de dos nuevos compuestos
químicamente análogos a las reacciones.
E) Reagrupamiento interno. Es la transformación de un compuesto en
otrocompuesto sin que se origine ganancia o pérdida de materia .

REACCIÓN QUÍMICA
Una reacción química, cambio químico o fenómeno químico,
es todo proceso termodinámico en el cual una o más
sustancias (llamadas reactantes), por efecto de un factor
energético, se transforman, cambiando su estructura
molecular y sus enlaces, en otras sustancias llamadas
productos. Los reactantes pueden ser elementos ocompuestos.

REACTIVO LIMITANTE,
EXCESO Y RENDIMIENTO
Generalmente cuando se efectúa una reacción química los reactivos no se
encuentran en cantidades estequiométricamente exactas, es decir, en las
proporciones que indica su ecuación balanceada. En consecuencia, algunos
reactivos se consumen totalmente, mientras que otros son recuperados al
finalizar la reacción. El reactivo que se consume en primerlugar es llamado
reactivo limitante, ya que la cantidad de éste determina la cantidad total
del producto formado. Cuando este reactivo se consume, la reacción se
detiene. El o los reactivos que se consumen parcialmente son los reactivos
en exceso.
La cantidad de producto que se obtiene cuando reacciona todo el reactivo
limitante se denomina rendimiento teórico de la reacción.
El rendimiento es elpeso o moles de un producto final dividido entre el
peso o mol de un reactivo.

COMBUSTIÓN
Los tipos más frecuentes de combustible son las materias
orgánicas que contienen carbono e hidrógeno. En una reacción
completa todos los elementos que forman el combustible se
oxidan completamente. Los productos que se forman son el
dióxido de carbono (CO2) y el agua, el dióxido de azufre (SO2) (si
elcombustible contiene azufre) y pueden aparecer óxidos de
nitrógeno (NOx), dependiendo de la temperatura, la cantidad de
oxígeno en la reacción y, sobre todo de la presión.
En la combustión incompleta los productos que se queman
pueden no reaccionar con el mayor estado de oxidación, debido
a que el comburente y el combustible no están en la proporción
adecuada, dando como resultado compuestos como elmonóxido
de carbono (CO). Además, puede generarse carbón.
El proceso de destruir materiales por combustión se conoce
como incineración.

Base seca
N2 =
83.4%
Ejemplo1: Una mezcla de combustible (H2 y CH4) se quema completamente enO2
una caldera que
=
combustibl
El análisis de chimenea son: 83.4% de N2, 11.3% de O2 y 5.3% de CO2 en base seca (sin agua)
11.3%
eCH4 + 2O2  CO2 + 2 H2O
CALDERA
H2 + ½ O2 H2O
CO2 =
a) ¿Cuál esH2
el % de la mezcla de combustible (H2 y CH4)?
b) ¿Cuál es
el % exceso de aire?
5.3%
CH4
Aire
H2O
O2 =
100%
21%
N2 =
79%

usa aire.

Ejemplo2:
Se está
solución que contiene 12% de
100
g fabricando NaOH en solución, añadiendo 100 g una
NaOH

Na2CO3 con 100 g de otra solución que contiene 28% de Ca(OH)2 en peso. Cuál será la composición de la
suspensión final?

Na2CO3 =
Na2CO3+
12%
H2O =
88%

REACTOR
Ca(OH)2  2NaOH
+ CaCO3

100 g
Ca(OH)2 =
28%
H2O =
72%

CaCO3
H2O
Ca(OH)2

Ejemplo 3:En un reactor que opera a elevada presión, se lleva a cabo la síntesis de metanol.

CO2+ 3H2CH3OH + H2O

En el reactor se obtiene una conversión del 60 % molar de CO2. El proceso se realiza en estado estacionario y se puede
admitir que se obtiene 200 kg de metanol.
Calcular la...