Operaciones

GUÍA DE EJERCICIOS DE EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO

1. Se dispone de una solución acuosa de ácido propiónico que contiene un 30% en peso de dicho ácido. Se desea recuperar este ácido usando metil isopropil carbinol (MIC) como disolvente. Los datos de solubilidad (% en peso) para dicho sistema a 25ºC son los siguientes:

Los extremos de las rectas de reparto corresponden a puntos representativos de mezclas cuyas composiciones se detallan en la tabla siguiente:

a) Construir la curva de equilibrio en un diagrama triangular regular.

b) Construir la curva en diagrama rectangular.

c) Situar en el diagrama el punto representativo de la mezcla acuosa inicial.

d)¿Cuál será la composición, expresada en kg de ácido propiónico/kg de agua, de una disolución que contenga: 10% de propiónico, 83% de MIC y 7% de agua?

2. Representar en un diagrama triangular rectangular los datos de equilibrio para el sistema ácido acético, cloroformo, agua, y calcular la cantidad y composición resultantes cuando se parte de las siguientes mezclas:

a) 10 kg con 20% de cloroformo, 20% de acético y el resto agua.

b) 10 kg con 40% de cloroformo, 40% de acético y el resto agua

c) 10 kg con 50% de cloroformo, 50% de acético y el resto agua.

3. En una instalación de extracción líquido-líquido se desea extraer la piridina contenida una solución acuosa. Los datos de equilibrio en el sistema agua-piridina-clorobenceno, 15ºC, se detallan en la tabla siguiente (% en peso):

a) Representar los datos de equilibrio en un diagrama rectangular.

b) Si se dispone de una mezcla de composición media: fracción másica de agua = 0.23; fracción másica de piridina=0.23; ¿Cuál será la composición de las dos fases que se paran?

c) ¿Cuál será la composición de la fase refinado que estará en equilibrio con una fase extracto que contiene un 75% (en peso) de piridina?

4. 100 kg de una mezcla de ácido acético y cloroformo, de composición 30% en peso de ético, se tratan en una sola etapa con agua a 18ºC con objeto de extraer el ácido. Calcúlese:

a) Cantidades máxima y mínima de agua a emplear.

b) La concentración máxima que puede alcanzar el ácido acético en el producto (extracto libre de disolvente)

c) La cantidad de agua a emplear para que la concentración de producto sea máxima. Si la mezcla anteriormente indicada se trata con 120 kg de agua, calcúlense:

d) Las composiciones de extracto y refinado.

e) Los pesos de extracto y refinado.

f) Las composiciones de los productos, extracto y refinado sobre base libre de disolvente.

g) El porcentaje de acético extraído.

Los datos de equilibrio entre las fases líquidas para este sistema a 18ºC, correspondientes a los extremos de las rectas de reparto, son los siguientes (% en peso):

5. Se dispone de 500 kg de una solución de acetona en agua del 45% en peso de acetona, y ha de extraerse el 80% de la misma en un proceso de extracción empleando en cada etapa 100 kg de tricloroetano como disolvente nuevo a 25ºC.

Calcular:

a) El número de etapas.

b) Las composiciones de los extractos separados en cada caso.

c) La composición del producto extraído.

Parte teórica

6) Investigar como afecta la temperatura al equilibrio líquido-líquido.

7) La ley de distribución para una sustancia S entre dos disolventes

B y A es Y=3X; siendo Y=kg de S/kg de A y X=kg de S/kg de B. A y B son completamente inmiscibles.

a) Una solución con un 20 % de S en B ha de extraerse con disolvente A puro, de modo que se extraiga el 75 % de S. La operación se realizará

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