Operaciones De Proceosos Unitarios

OPERACIÓN Y PROCESOS UNITARIOS

1. En un reactor se desea obtener fosfato de bario (Ba3 (PO4) 2 ) para realizar un proceso de neutralización adiabático. Se hace reaccionar 300 kg. De fosfato de potasio K3PO4 con 400 kg de nitrato de Bario (BaNO3). Con estos datos determinar:

a. La ecuación de la reacción

b. Los kg. De fosfato de bario generado en el reactor

c. El reactivo limitante y el reactivo en exceso.

d. Los kg. Del reactivo en exceso que no ha reaccionado.

Solución:

a. Ecuación de la reacción:

2K3PO4) +3Ba (no3)2 Ba3 (PO4)2 +6 K (NO3)

Obtenemos la cantidad de moles:

2K3PO4) + 3Ba (NO3)2 Ba3 (PO4)2

2(3*39+31+16*4) + 3(137+14*2+16*6) (137*3+31*2+16*8)

424kg 783 kg 601 kg

300kg 400 kg

X1 = 425.2 K3 (PO4)

X2 = 307.02 Ba 8NO3)2

Y= 216 Kg.

b. Los kg. De fosfato de bario generado en el reactor = 601 kg

c. El reactivo en imitante es el Nitrato de Bario 783 kg. y el reactivo exceso es el Fosfato de potasio 424 kg.

d. Los kg. Del reactivo en exceso que no ha reaccionado (300-216) = 84 kg

2. Para generar un balance de materiales en el laboratorio en un diagrama de bloques se genera la reacción del Al (NO3)3 + FeSO4 para obtener nitrato ferroso Fe (NO3)2). Si el primer componente Al (NO3)3 ingresa 40g y el segundo componente ingresa 400 ml de FeSO4 0.4M.

Determine:

a. La ecuación balanceada.

b. Las moles del rendimiento teórico.

c. El reactivo limitante y el reactivo en exceso.

d. Los moles del reactivo en exceso.

e. Si se quiere que reacciones la cantidad total del reactivo en exceso. ¿Cuántas moles del reactivo limitante debe agregarse?

f. Efectuar un diagrama de proceso.

Solución:

Al (NO3)3 + Fe (SO4) Fe2 (NO3)2 + Al (SO4)3

a. La ecuación balanceada.

2Al (NO3)3 + 3Fe (SO4) 3Fe2 (NO3)2 + Al 2(SO4)3

b. Las moles del rendimiento teórico.

M= W

40g = 40 = 40 = 0.19 moles.

400ml = 0.4 * 400 = 0.16 moles.

Debemos conocer que: 0.4 M 1 Litro

c. El reactivo limitante y el reactivo en exceso.

2Al (NO3)3 + 3Fe (SO4) 3Fe2 (NO3)2 + Al 2(SO4)3

2 3 3

X1= 0.29 Al (NO3)3 Reactivo en exceso

X2= 0.16 Fe(SO4) Reactivo limitante

Y= 0.11

d. Los moles del reactivo en exceso.

1. 2Al(NO3)3 0.16 mol

e. Si se quiere que reacciones la cantidad total del reactivo en exceso. ¿Cuántas moles del reactivo limitante debe agregarse?

0.29 -0.16 =013

f. Efectuar un diagrama de proceso.

3. Se tiene el siguiente diagrama:

Determine:

a. Las moles del gas amoniaco formado (NH3)

b. La cantidad de NaNO3 formado

c. Las moles de HCI producido.

NH4 NO3 +NaCl NH3 +HCI +NaNO3

0.4 M *400 =0.16 NH4NO3

0.7 M *300 L = 210 NaCl

a. Las moles del gas amoniaco formado (NH3) = 0.16 mol

b. La cantidad de NaNO3 formado = 0.16 mol

c. Las moles de HCI producido. = 0.16 mol

4. Un tipo de papel que contiene 13% de humedad, y una densidad de 1.10 g/ml se somete a una operación de secado para separar el 30% de humedad. Determine:

a. Cuantos kg se separa de agua por kg. De papel que sale del secador?

b. Los kg. De agua separada por kg. De papel que entra.

Base 1 kg papel húmedo

1 x 0.13 = 0.13 kg de agua

Agua que se retira = 0.13 kg x 0.30 = 0.39 kg

Producto = 1 – 0.039 = 0.961 kg papel semi seco al 30 %

= 0.18 = papel seco al 60 %

a. Cuantos kg se separa de agua por kg. De papel que sale del secador?

0.039 = 0.04

0.95

b. Los kg. De agua separada por kg. De papel que entra.

0.039 =

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