APLICACIÓN DEL EQUILIBRIO QUÍMICO EN LA INGENIERÍA QUÍMICA

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ

INSTITUTO DE CIENCIAS BÁSICAS

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Trabajo investigativo

“APLICACIÓN DEL EQUILIBRIO QUÍMICO EN LA INGENIERÍA QUÍMICA”

Autores:

Alcívar Chilán Cesar

Beltrón Vinces Irene Carolina

Miranda Pinargote Katherine

Morales Chinga Daniela

Palma Chila Jhon Anthony

Quirola Frank David Alexander

Valdivieso Saltos Jefferson

Docente:

Ing. Winston Zabala

Curso y Paralelo:

Química y laboratorio II “E”

Octubre 2015–Febrero 2016

DEDICATORIA

Es nuestro deseo como sencillo gesto de agradecimiento dedicar nuestro esfuerzo y dedicación plasmado en estas páginas a:

Dios, fuente inagotable de sabiduría quien fue nuestra antorcha del conocimiento.

A cada una de nuestras familias, personas que siempre nos han apoyado en la formación de nuestra vida como seres de bien y de parte de quien hemos recibido el apoyo incondicional para continuar con nuestros estudios.

Al Ing. Winston Zabala quien nos ha dirigido en las etapas del mismo y quien nos ha enseñado en cada clase con dedicación y paciencia con la finalidad de que todos y cada uno de sus estudiantes culminemos el semestre con los conocimientos necesarios que él nos ha impartido.

A estos seres excepcionales va dirigido éste valioso trabajo investigativo.

La lucha diaria es ardua, continua, sacrificada, sólo el que persevera alcanza la meta propuesta.

Los Autores

AGRADECIMIENTO

Agradecer a seres especiales que han contribuido a que nuestro proyecto se haga una realidad es muestra de afecto y consideración.

Agradecemos principalmente a Dios por ser la guía celestial en nuestro camino e iluminar los conocimientos que adquirimos cada día, brindándonos fortaleza y sabiduría para seguir adelante y nunca decaer.

A nuestros familiares seres excepcionales que siempre nos apoyaron para que logremos cumplir la meta que nos trazamos.

Así también le quedamos eternamente agradecidos a la Universidad Técnica de Manabí que desde el momento en que nos abrió sus puertas hemos logrado alcanzar múltiples saberes que nos imparten cada uno de los docentes.

En especial el agradecimiento se lo debemos al Ing. Winston Zabala por ser nuestra guía y ejemplo a seguir de los futuros ingenieros del país que algún día llegaremos a ser.

Los Autores

DECLARACIÓN DE DERECHOS DE AUTOR

Nosotros:

• Miranda Pinargote Katherine
• Morales Chinga Daniela
• Valdivieso Saltos Jefferson
• Beltrón Vinces Carolina
• Alcívar Chilán Cesar
• Quirola Frank David
• Palma Chila Jhon

Integrantes del grupo de química de segundo semestre del paralelo E declaramos que somos los responsables del proyecto que se está realizando, y que a su vez se encuentra citado y referenciado por los autores correspondientes, por lo tanto no contiene plagio.

Miranda Pinargote Katherine                                 Morales Chinga Daniela

Responsable                                                 Responsable

Valdivieso Saltos Jefferson                                 Beltrón Vinces Carolina

Responsable                                                 Responsable

Alcívar Chilán Cesar                                         Quirola Frank David

Responsable                                                 Responsable

Palma Chila Jhon

Responsable

Índice

Tabla de contenido

1.        Introducción        

2.        Justificación        

3.        Planteamiento del problema        

4.        OBJETIVOS        

5.        APLICACIÓN EN LA INGENIERÍA        

6.        Marco teórico referencial        

1. Introducción

Las reacciones químicas evolucionan hacia un equilibrio dinámico, en el cual los reactivos y los productos están presentes, pero no tienen tendencia a experimentar ningún cambio neto. En ocasiones, la concentración de los productos es tan superior a la de los reactivos no transformados de la mezcla en equilibrio que a todos los efectos prácticos la reacción se considera completa. Sin embargo, en muchos casos importantes, la mezcla en equilibrio contiene concentraciones significativas de reactivos y productos.

Esto es de gran importancia: En la industria sería totalmente inútil construir una planta sofisticada si la reacción total tuviera una tendencia a desplazarse en sentido incorrecto. Si se quiere que una planta sea rentable debe saberse cómo maximizar los rendimientos. ¿Implica esto elevar o disminuir  la  temperatura o la presión? La termodinámica proporciona un criterio muy simple para decidir lo que hay que hacer. Por medio de la termodinámica se pueden seleccionar las reacciones que necesitan ser impulsadas y calcular la fuerza impulsora disponible de las reacciones que ocurren espontáneamente.

Aunque el conocimiento más eficaz para un ingeniero químico es la termodinámica ("el ingeniero químico debería ser llamado fisicoquímico práctico". Maron y Prutton, Fundamentos de Fisicoquímica, Editorial Limusa, México, 1970.), en la presente sección nos remitiremos al estudio cinético por su relación experimental con el laboratorio de ciencia básica.

Los equilibrios de fase y sus respectivos diagramas de fase en sistemas multicomponentes tienen aplicaciones importantes en química, geología y ciencia de los materiales. Por otra parte, los diagramas de fases son de gran importancia pues apoyan, entre otros, estudios de solidificación, microestructura, metalurgia física y el "diseño de nuevos materiales".

La ciencia de los materiales surgió después de la Segunda Guerra Mundial, como respuesta a la necesidad de producir materiales con propiedades especializadas. Los primeros intentos de modificar científicamente las propiedades de la materia se remontan a principios del siglo pasado, cuando los conocimientos de cristalografía, estado sólido y física atómica convirtieron el arte de la metalurgia en ciencia. De allí parte la creación de nuevas aleaciones, como el acero, que es el resultado de la aleación de hierro y carbono en diferentes proporciones. La definición en porcentaje de carbono corresponde a los aceros al carbono, en los cuales este no metal es el único aleante, o hay otros pero en menores concentraciones. Es utilizado, por ejemplo, en construcción, cascos de barcos, maquinaria, carrocería de automóviles, equipos químicos, etc.

El acero se calienta a una temperatura determinada, se mantiene a esa temperatura durante un cierto tiempo hasta que se forma la estructura deseada y entones se enfría a una velocidad conveniente, dependiendo del tratamiento térmico que le sea aplicado, adquiriendo así, gran flexibilidad y dureza.

La técnica de enfriado (tratamiento térmico), como se mencionó anteriormente, consiste en someter al material a determinada temperatura y enfriarlo con cierta velocidad. Los factores temperatura-tiempo dependen del material, tamaño y forma de la pieza. De esta manera se conseguirá una modificación microscópica, transformaciones de tipo físico, cambios de composición o una determina estructura interna las propiedades de la cual permitirán alguno de los objetivos buscados, como aumentar la dureza, mejor mecanizado, eliminar tensiones internas, evitar deformaciones, etc. Los principales tratamientos térmicos son: temple, recocido, revenido y normalizado.

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