Examen quimica aplicada a la ingenieria

MODELO DE EXAMEN DE CURSOS ANTERIORES PROBLEMA ( 3,5 puntos) Para la obtención de manganeso metal, se mezclan 30 kg del mineral magnetita ( Mn3O4) con 9 kg de carbón de coque y se introducen en unhorno eléctrico. Al finalizar el proceso de reducción del mineral, se separa el manganeso metal obtenido, que arroja un peso de 18,5 kg y queda un residuo formado por carbón y por magnetita que no hanreaccionado. Se pide: 1º) Ajuste la reacción de reducción de la magnetita por el carbón 2º) El porcentaje de conversión del mineral a manganeso 3º) El peso del residuo que no ha reaccionado y sucomposición en % en peso 4º) El volumen de monóxido de carbono desprendido en condiciones normales DATOS: Masas atómicas del C; O y Mn: 12,0; 16,0 y 54,94 g/mol Volumen Molar: 22,4 L/mol Mn + CO Mn3O4 + CEsquema: 30 kg Mn3O4 9 kg C 18,5 kg Mn v CO

R ( Mn3O4 ) + Cexc.

1) La reacción de reducción es : Mn3O4 (s) + 4C (s) 3Mn (s) + 4CO (g)

2) Si la conversión fuese completa por cada peso formulade Mn3O4 se tendrían 3 atomos gramo de Mn, por 30 kg obtendríamos: x = 30 · 164,82/228,82 = 21,61 kg Por lo tanto el % de conversión seria: % Conversión = 18,5/21,61 · 100 = 85,61 % 3) Para calcular elpeso del residuo de Mn3O4, se hace un balance de manganeso Mn (entrada) = Mn (salida) 30 (164,82/228,82) = 18,5 + R (164,82/228,82) R = 4,32 kg de Mn3O4

Los kmoles de carbono que han reacionadoséran 4 veces los Mn3O4: Cr = 4 ( 30 - 4,32)/ 228,82 = 0,449 kmoles y moles en exceso Cexc. = Ci – Cr = 9/12 – 0,449 = 0,301 kmoles < > 3,613 kg La composición del residuo sólido será: % Mn3O4 =(4,32/7,93) · 100 = 54,47 % y % Cexc. = 45,52 %

4) Según la reacción producirán 4 moles de carbón, producen 4 moles de monóxido de carbono, lo que equivale a un volumen de : VCO = 0,449 · 22,4 = 10,055 m310055 L en CN PREGUNTAS ( 4,0 puntos) 1. Un ácido monoprótico HB está ionizado un 4,11% en disolución 10-2 M. Calcular la constante de ionización de dicho ácido. La solución contiene 0,01 mol/L...