Balance de materia y energía. Unidad 1. Balance de materia sin reacción química

...

XH2O= 3943.2/18 = 219.066

nT= 219.25

¿Cuantas libras de Hidroxido de sodio se encuentran en 7.50 gr/mol de NaOH?

M= lb = ‘

Ni= 7.50 gr/mol x 0.002205 lbmd / 1gr/mol = 0.0165 lbmol

Calcular PM de NaOH.

N= m/PM

M= n.PM

Na=23

O=16

H=1[pic 49]

40

M= 0.0165 lbmol (40)

M= 0.66 lbmol

Calcular Gm. De la sig. Figura si el tanque almacena agua cuya densidad es de 1gr/cm3

45min

[pic 50][pic 51][pic 52]

P H2O= 1gr/cm3

Gv= vol/tiempo → Gv= V/t.

Gv= 1500 lt/ 45min = 33.33 lt/min.

Gm= Gv . p

Gm= 33.33 lt/min . 1 gr/cm3

Convertir cm3 → lt.

[pic 53][pic 54][pic 55][pic 56][pic 57][pic 58]

1gr/cm3 x (100cm)3/(1m)3 x 1m3/1000lt x 1kg/1000gr = 1kg/lt.

Gm= 33.33 lt/min x 1kg/lt = 33.33 kg/min

Una solución acuosa de HCl 0.5 molar, fluye hacía una unidad de proceso con una velocidad igual a 1.25 m3/min su peso específico es de 1.03kg/lt.

Concentración de masa del ácido en kg/m3

La velocidad del flujo másico en kg/s.

La fracción molar del ácido en mol por lt.

Concentración en kg/m3

M= n.PM

Molaridad = mol/lt

O.5M.

PM

H= 1

Cl= 35[pic 59]

36 gr/grmol

0.5 mol/lt x 36 gr/grmol = 18 gr/lt.

18gr/lt x 1kg/1000gr x 1000lt/1m3 = 18kg/m3[pic 60][pic 61][pic 62][pic 63][pic 64]

Velocidad del flujo másico en kg/seg.

Gv= 1.25m3/min

p. especifico= 1.03kg/lt.

Gm= Gv.p

Gm= 1.25m/min x 1.03kg/lt x 1000lt/1m3 = 1287.5kg/min

1287.5kg/min x 1min/60seg = 21.45kg/seg.[pic 65]

La fracción molar del ácido en mol por lt.

%mol= ncomponente/ntotales x 100

N= 36gr/grmol[pic 66]

Una mezcla de gases contiene 16% en peso de O2, 4% en peso de CO, 17% en peso de CO2, 63% en peso de N2.

¿Cuál es su composición molar?

O2 → 16% 0.16

CO → 4% 0.04

CO2 → 17% 0.17

N2 → 63% 0.63[pic 67]

100%

- Establecer una base de cálculo 1000kg/hr.

- Calcular la masa (kg) de acuerdo a los %

O2 → 1000kg/hr (0.16) = 160kg/hr

CO → 1000kg/hr (0.04) = 40kg/hr

CO2 → 1000kg/hr (0.17) = 170kg/hr

N2 → 1000kg/hr (0.63) = 630 kg/hr

Calcular los PM

O2 = 32

C= 12 CO= 28[pic 68]

O= 16

CO2 = 44

N2 = 28

Calcular num. de moles:

N= m/PM

NO2= 160/32 = 5

NCO= 40/28 = 1.48

NCO2= 170/44 = 3.86

NN2= 630/28= 22.5

Composición molar (fracción molar)

X= ni/nT

NT= nO2 + nCO + nCO2 + nN2

NT= 5 + 1.43 + 3.86 + 22.5

NT= 32.79

Fracción molar.

XO2 = nO2/nt = 5/32.79 = 0.15 15%

XCO = nCO/nt = 1.43/32.79 = 0.15 4%

XCO2 = nCO2/nt = 3.86/32.79 = 0.11 11%

XN2 = nN2/nt = 22.5/32.79 = 0.68 68%

Una solución contiene 15% de masa en A y 20% mol de B.

¿Cuál es la masa de A en 175kg. De solución?

¿Cuál es la masa de B si su peso molecular es de 4?

A.

15% → kg

.15x175= 26.25kg.[pic 69]

B.

M= nxPM

M= 20x4= 0.8kg[pic 70]

[pic 71]

DIAGRAMA

En un proceso de evaporación de sosa caustica se tiene 500kg/hr a una concentración de 50% como producto del proceso si la solución entra a una concentración del 10%