Manual-Quimica Aplicada PDF
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2 CO + O
2
2 CO
2
Entre las principales fuentes de emisin de CO destacan: el sector transporte debido a
la combustin incompleta de gas, diesel, gasolina, y carbn; la industria metalrgica, en
la fundicin de aceros; Industrias de fabricacin de papel; y a nivel domstico, las
estufas, hornillos y alentadores que queman combustibles fsiles.
5.2 APLICACIONES
Como combustible, forma parte del gas de hulla, gas de agua y del gas ciudad.
En la metalurgia del acero, el CO producido por la combustin del coque se emplea
para extraer el oxgeno del mineral (actuando como agente reductor).
En la industria qumica, como materia prima para la produccin de varias sustancias:
cido actico, cido frmico, cido acrlico, cido propanoico, alcohol metlico, etc.
5.3 EL MONXIDO DE CARBONO Y LA SALUD
El enlace del CO con la hemoglobina produce carboxi hemoglobina, lo que disminuye la
capacidad de transporte de oxgeno de la sangre, aun aniveles de exposicin
relativamente bajos de CO.
El monxido de carbono se absorbe por va respiratoria, y la concentracin de la
carboxihemoglobina producida depender de la concentracin del COinhalado, de la
duracin de la exposicin, y la ventilacin pulmonar.
Los sntomas de la exposicin a esta sustancia se describen a continuacin:
Exposicin Leve. (10% - 20%). Dolor de cabeza, fatiga, mareo.
Exposicin Moderada. (20% 40%). Dolor de cabeza severo, debilidad, mareo,
nauseas, vmitos, taquicardia e hiperventilacin, disminucin dela visin, disminucin
de la destreza manual, confusin, mal juicio, modorra, alucinaciones, tinnitus (especie
de alucinacin auditiva) y toxicidad cardiovascular.
Exposicin Severa.(>40%). Desmayo, convulsiones, incontinencia urinaria y fecal,
disritmias, de presin cardio respiratoria, coma y muerte.
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6. METANO
Es el hidrocarburo ms simple, tiene frmula molecular CH
4
, es decir est constituido por un
tomo de carbono enlazado a 4 tomos de hidrgeno.
A condiciones normales es un gas incoloro e inodoro de amplia distribucin en la naturaleza. Es
el principal constituyente del gas natural (75%-97% aproximadamente). Se produce tambin en
los pantanos por descomposicin anaerbica de las plantas, por lo cual se le se conoce
tambin como gas de los pantanos.
Se encuentra tambin en las minas de carbn, donde recibe el nombre de gas gris, y en ese
entorno es muy peligroso por su capacidad para inflamarse.
6.1 PROPIEDADES
Gas incoloro e inodoro.
Es un gas menos denso que el aire, 0.68 Kg/m
3
(a 15C y 1 atm). Se funde a -183C y
hierve a -162C (a presin de 1 atm).
No es txico, pero puede producir sofocacin por reduccin de la concentracin del
oxgeno inhalado.
Es un gas combustible, es decir arde en presencia de aire u oxgeno liberando luz,
calor y gases productos de la combustin (CO
2
y H
2
O).
CH
4
+ 2 O
2
CO
2
+ 2 H
2
O + 802 kJ/mol
Comparado con otros hidrocarburos combustibles (gases o lquidos) el metano genera
la menor cantidad de CO
2
por unidad de calor liberado.
Esto significa que entre los hidrocarburos combustibles, el metano genera menor
impacto ambiental.
De otro lado, y tambin comparado con los dems hidrocarburos es el que produce la
mayor cantidad de calor por unidad de masa.
Forma mezclas explosivas con el aire, cuando su concentracin esta entre 5 al 15% en
volumen.
6.2 APLICACIONES
Combustible, una de las principales aplicaciones del metano en la actualidad, ya que es
el constituyente principal del gas natural (GN). De este modo se le emplea como
combustible en las turbinas de gas en los procesos de generacin elctrica, distribuido
mediante tuberas hacia las casas se usa como combustible domstico, y en las
estaciones deservicio como gas natural vehicular (GNV) para vehculos automotrices.
El metano es empleado en procesos qumicos industriales, siendo transportado como
un lquido refrigerado o gas natural licuado (LNG).
Se utiliza en la produccin de hidrgeno (H
2
), metanol (CH
3
OH), cido actico
(CH
3
COOH), anhdrido actico ((CH
3
CO)
2
O), y clorometanos(CH
3
Cl, CH
2
Cl
2
, CHCl
3
,
CCl
4
).
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7. ETANO
Es el hidrocarburo saturado con dos tomos de carbono y
formula molecular C
2
H
6
, con una estructura igual a la
mostrada en la figura dela derecha. Dos tomos de carbono
unidos mediante un enlace simple, cada cual enlazado a
otros tres tomos de hidrogeno (CH
3
- CH
3
).
A condiciones normales de presin y temperatura es un gas
incoloro e inodoro. El etano es aislado a escala industrial a
partir del gas natural, y como un subproducto dela
refinacin del petrleo.
7.1 PROPIEDADES
Gas incoloro e inodoro.
Es un gas ms denso que el aire, 1.28 Kg/m
3
(a
15C y 1 atm). Se funde
a -183.3C y hierve a -88.7C (a presin de 1 atm).
No es txico, pero puede producir sofocacin por reduccin de la concentracin del
oxgeno inhalado.
Es el segundo componente en importancia del gas natural, y dependiendo de la fuente
suele estar presente entre menos de 1 a ms de 6%.
Es un gas combustible, es decir arde en presencia de aire u oxgeno liberando luz,
calor y gases productos de la combustin (CO
2
y H
2
O).
C
2
H
6
+ 31/2 O
2
2 CO
2
+ 3 H
2
O + 1 427 kJ/mol
Forma mezclas explosivas con el aire, si su concentracin esta entre 3 al13% en
volumen.
7.2 APLICACIONES
El uso principal del etano est en la industria qumica, en la produccin del eteno o
etileno (CH
2
=CH
2
). Esta ltima sustancia tiene gran importancia industrial, ya que es el
punto de partida para la obtencin de varios polmeros tales como: polietileno (material
plstico ms consumido en el mundo), cloruro de polivinilo, acetato de polivinilo.
Tambin es materia prima para la produccin del etilenglicol(anticongelante o
refrigerante) y otras muchas sustancias.
Como gas refrigerante.
Como combustible.
8. PROPANO
Es el hidrocarburo saturado con tres tomos de carbono y
formula molecular C
3
H
8
. Su estructura se muestra en la figura
de la derecha.
Los tomos de carbono estn unidos entre s mediante
enlaces simples, y a suficientes tomos de hidrgeno para
saturar la tetravalencia de cada uno (CH
3
- CH
2
- CH
3
).
A condiciones normales de presin y temperatura es un gas
incoloro e inodoro. El propano se suele obtener a partir del
gas natural, y tambin a partir de los gases productos de los
procesos de craking del petrleo.
8.1PROPIEDADES
Gas incoloro e inodoro a condiciones ordinarias.
Para su uso comercial se le aade un aditivo (mercaptano), que le confiere un olor
caracterstico.
Se comprime fcilmente pasando a estado lquido, lo que permite su transporte en
contenedores econmicos.
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Es un gas ms denso que el aire, 1.91 kg/m
3
. Con una temperatura defusin de -
187.7C y un punto de ebullicin de -42.1C (a 1atm).
Es combustible, es decir arde en presencia de aire u oxgeno liberando luz, calor y
gases productos de la combustin (CO
2
y H
2
O).
C
3
H
8
+ 5 O
2
3 CO
2
+ 4 H
2
O + 2 042 kJ/mol
Forma mezclas explosivas con el aire, si su concentracin est entre 2.4al 10% en
volumen.
8.2 APLICACIONES
El principal uso del propano es el aprovechamiento energtico como combustible.
Debido al punto de ebullicin ms bajo que el butano y el mayor valor energtico por
gramo a veces se mezcla con este o se utiliza propano en vez de butano.
El gas propano comercial es realmente una mezcla de gases, en la cual predomina el
propano. Esta mezcla se encuentra presurizada como un lquido, por la cual se le llama
GLP (gases licuados de petrleo).
El propano comercial se emplea como combustible en cocinas domsticas, estufas,
calentadores, vehculos automotrices: automviles, buses, locomotoras.
En la industria qumica es uno de los productos de partida en la sntesis del propeno.
Adems se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en sprays.
9. BUTANO
Hidrocarburo saturado de 4 tomos de carbono, y frmula
molecularC
4
H
10
. Existen dos ismeros del butano, el n-butano y el
isobutano, ambos con la misma frmula molecular pero con diferente
disposicin estructural.
CH
3
-CH
2
-CH
2
-CH
3
n-butano
CH
3
l
CH
3
CH-CH
3
iso-butano
La estructura del n-butano (o butano lineal) se muestra en la figura de la derecha. A
condiciones normales de presin y temperatura el butano es un gas inoloro e inodoro. Se
encuentra en menor proporcin en el gas natural, y se le obtiene tambin de los procesos de
destilacin del petrleo.
9.1PROPIEDADES
Gas incoloro e inodoro a condiciones ordinarias.
Para su uso comercial se le aade un aditivo (mercaptano), que le confiere un olor
caracterstico, lo que facilita detectar las fugas del material.
Se licua fcilmente bajo presin, convirtindose en lquido, lo que facilita su transporte
en contenedores econmicos.
Es un gas ms denso que el aire, 2.52 kg/m
3
. Su temperatura de fusin es de -138.3C
y tiene punto de ebullicin de -0.5C (a 1atm).
Es combustible, es decir arde en presencia de aire u oxgeno liberando luz, calor y
gases productos de la combustin (CO
2
y H
2
O).
C
4
H
10
+ 61/2 O
2
4 CO
2
+ 5 H
2
O + 2 656 kJ/mol
Forma mezclas explosivas con el aire, si su concentracin est entre 1.8al 8% en
volumen.
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9.2 APLICACIONES
Como combustible, mezclado con el propano, bajo la denominacin de GLP.
El butano comercial es un gas licuado, obtenido por destilacin del petrleo, compuesto
principalmente por butano normal (60%), propano(9%), isobutano (30%) y etano (1%).
El butano comercial, se emplea como combustible en los encendedores de cigarrillos y
estufas porttiles. Es utilizado tambin como propelenteen aerosoles (sprays).
Es aadido a la gasolina para aumentar su volatilidad (Tasa de evaporacin) en climas
muy fros.
La reciente preocupacin de la destruccin de la capa de ozono, ocasionada por los
freones (hidrocarburos clorofluorados), ha incrementado el uso del isobutano en los
sistemas de refrigeracin.
Se le emplea en la industria qumica, conjuntamente con el propano, en la sntesis de
varios productos orgnicos.
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4. GASES COMBUSTIBLES COMERCIALES
Poder Calorfico
A 25C y presin constante
Poder calorfico superior
CO
2
(gas) y H
2
O(liq.)
Poder calorfico interior
CO
2
(gas) y H
2
O (gas)
Producto Estado KJ/mol KJ/g KJ/mol KJ/g
Metano gas 889.5 55.4 801.6 50.0
Etano gas 1 558.4 51.8 1 426.5 47.4
Propano gas 2 217.9 50.3 2 042.0 46.3
n-Butano gas 2 875.8 49.5 2 655.9 45.7
n-Pentano gas 3 532.8 49.0 3 268.9 45.3
n-Pentano liquido 3 506.2 48.6 3 242.3 44.9
n-Hexano gas 4 190.7 48.6 3 882.9 45.1
n-Hexano liquido 4 159.1 48.3 3 851.3 44.7
Eteno (etileno) gas 1 409.6 50.3 1 321.7 47.1
Propeno (propileno) gas 2 056.5 48.9 1 924.6 45.7
Etino (acetileno) gas 1 298.4 49.9 1 254.4 48.2
Tabla 1. Poder calorfico superior e inferior de algunas sustancias
Un gas combustible es aquella sustancia (gaseosa) que mezclada con aire (u oxgeno), arde en
presencia de una fuente de ignicin. Los gases combustibles son una fuente de energa que
brinda ventajas tcnico-econmicas, comparados contra los combustibles fsiles tradicionales
adems de proteger el medio ambiente y la ecologa. Por ello se han convertido en una
alternativa cuyo uso se est extendiendo rpidamente.
El caso ms notorio es el gas natural. El gas natural es abundante. Aunque la demanda de gas
natural este creciendo, sus reservas han crecido ms rpidamente siendo por consiguiente
suficientemente abundantes para las dcadas venideras.
El suministro y la utilizacin del gas natural aportan beneficios medio ambientales
considerables en comparacin con otros combustibles fsiles.
La combustin del gas natural no produce emisiones de SO
2
y produce menores emisiones de
NOx, comparativamente, que el petrleo o el carbn. El uso extendido del gas natural,
contribuir a mejorar la calidad del aire y cambiar la tendencia de aumento potencial del efecto
invernadero.
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1. FAMILIAS DE GASES COMBUSTIBLES
Los gases combustibles se han clasificado en diferentes familias, en funcin de sus poderes
calorficos, o ms exactamente de un parmetro denominado ndice de Wobbe. Esta
clasificacin permite disponer de grupos de gases combustibles con caractersticas de
quemado semejantes o de poca variacin, que no afecten el funcionamiento correcto de los
aparatos de consumo final. Es decir desde el punto de vista del dispositivo de quemado, los
gases de una familia son intercambiables entre s.
Los gases combustibles se clasifican en tres grandes familias o grupos, segn la norma UNE
60.002, en funcin de su ndice de Wobbe.
Familias Miembros ndice de Wobbe
Primera Familia
- Gas de hulla
- Gas de agua
- Gas manufacturado (gas ciudad)
- Mezclas hidrocarburo-aire de bajo
ndice de Wobbe. el aire metanado
(mezcla de aire y gas natural).
5 300 a 7 500 Kcal/m3
22.5 a 31.4 MJ/m3
Segunda Familia
- Gas natural (GN)
- Mezclas hidrocarburo-aire de alto
ndice de Wobbe, el aire propanado
(mezcla de aire y propano comercial).
9 300 a 13 850 Kcal/m3
39.0 a 58.0 MJ/m3
Tercera Familia - Gases licuados de petrleo (GLP)
- propano comercial
- butano comercial)
18 500 a 22 000 Kcal/m3
74.0 a 92.0 MJ/m3
Tabla 2. Las familias de los gases combustibles
Un quemador diseado para quemar gas de una familia no puede quemar gas de otra
familia si previamente no se sustituye el inyector y se ajusta el aire de combustin.
2. PRIMERA FAMILIA DE GASES COMBUSTIBLES
2.1. Gas de Hulla
Se fabrica sometiendo la hulla en un horno cerrado a temperatura elevada, como
resultado de obtienen varios compuestos entre los que destacan el carbn de cok (unos
650 kg/tonelada), y el gas de hulla (aprox. 325 m/Tm), cuya composicin aproximada
puede ser:
2.2. Gas de Agua
Es el producto del mtodo industrial ms utilizado para obtener hidrogeno gaseoso. La
reaccin es la siguiente:
C + H
2
O CO + H
2
Composicin
Propiedades
Gas % Volumen
Hidrgeno, H
2
50
Densidad relativa (GE) = 0.4
P.C.S. = 5 600 Kcal/m
3
= 23.4 MJ/m
3
ndice de Wobbe = 8 854 Kcal/m
3
Humedad = saturado
Metano, CH
4
30
Monxido de carbono, CO 10
Otros hidrocarburos 4
Dixido de carbono, CO
2
2
Nitrgeno, N
2
4
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Se obtiene inyectando vapor de agua en un lecho de carbn de coke calentando al rojo
(1.000 C); al descomponerse el vapor de agua, el hidrgeno queda libre y el oxgeno se
combina con el carbono. El gas de agua se recarbura para aumentar su PCS. La
composicin y caractersticas del gas de agua recarburado son:
Composicin
Propiedades
Gas % Volumen
Hidrgeno, H
2
38
Densidad relativa (GE) = 0.62
P.C.S. = 4 500 Kcal/m
3
= 18.8 MJ/m
3
ndice de Wobbe = 5 715 Kcal/m
3
Humedad = saturado
Monxido de carbono, CO 33
Metano, CH
4
11
Otros hidrocarburos 7
Dixido de carbono, CO
2
5
Nitrgeno y oxgeno 6
2.3. Gas Ciudad o Gas Manufacturado
Antiguamente el gas se obtena mediante la mezcla de gas de agua carburado y gas de
hulla en diversas proporciones, segn pases y fbricas. La composicin de este gas
aproximadamente era:
Composicin
Propiedades
Gas %Volumen
Hidrgeno, H
2
50
Densidad relativa (GE) = 0.4 0.5
P.C.S. = 4 200 a 5 000 Kcal/m
3
= 17.6 a 20.9 MJ/m
3
I. Wobbe = 5 940 a 7 900 Kcal/m
3
Humedad = saturado
Metano, CH
4
22
Monxido de carbono, CO 15
Otros hidrocarburos 3
Dixido de carbono, CO
2
4
Nitrgeno y oxigeno 6
Actualmente el GAS CIUDAD se fabrica mediante el proceso de cracking de productos
derivados del petrleo, como materia prima se utilizan naftas ligeras con poco contenido
de azufre. Las naftas son producto de la destilacin del petrleo, y aunque a temperatura
normal se encuentran en estado lquido, su temperatura de ebullicin es tan baja que
haca muy difcil su aprovechamiento industrial.
El cracking de hidrocarburos consiste en fraccionar las molculas a fin de obtener
hidrocarburos ms ligeros, esto se consigue a temperaturas muy altas que pueden llegar
a los 1.300 C en el llamado cracking trmico. El cracking cataltico consiste en la
utilizacin de catalizadores de forma que facilitan la descomposicin de de las molculas
a temperaturas ms bajas, aproximadamente 750 C.
En la fabricacin del gas se inyecta nafta y vapor de agua, y se obtiene un gas de bajo
poder calorfico.
Para aumentar al poder calorfico el gas se recarbura mediante la inyeccin de nafta
pulverizada.
La composicin aproximada de este gas puede ser:
El gas ciudad tambin puede obtenerse mediante la ruptura de las molculas de
combustibles gaseosos, en este caso al proceso se le llama reforming y la materia prima
puede ser gas natural, butano o propano.
2.4. Mezclas Aire-Gas
Los gases de dos famlias diferentes no se pueden intercambiar. Las mezclas aire-GLP,
permiten esta intercambialidad pudiendo arder en un quemador construido para otro tipo
de gas.
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AIRE BUTANADO
Composicin
Propiedades
Gas % Volumen
Butano comercial
Aire
21
79
Densidad relativa (GE) = 1.22
P.C.S. = 6 300 Kcal/m
3
Indice.de Wobbe = 5 750 Kcal/m
3
Humedad = seco
AIRE PROPANADO
Composicin
Propiedades
Gas % Volumen
Propano
comercial
Aire
21
79
Densidad relativa (GE) = 1.17
P.C.S. = 5 000 Kcal/m
3
Indice.de Wobbe = 4 620 Kcal/m
3
Humedad = seco
AIRE METANADO
Composicin
Propiedades
Gas % Volumen
Gas comercial
Aire
42
58
Densidad relativa (GE) = 0.84
P.C.S. = 4 000 Kcal/m
3
Indice.de Wobbe = 4 364 Kcal/m
3
Humedad = seco
3. SEGUNDA FAMILIA DE GASES COMBUSTIBLES
3.1. Gas Natural
El gas natural se extrae directamente de yacimientos subterrneos donde puede
encontrarse solo o mezclado con petrleo.
El transporte desde el yacimiento a la zona de consumo se realiza en estado gaseoso
mediante gaseoducto o en tanque, en estado lquido (GNL). Este gas es actualmente el
ms utilizado para el suministro en los ncleos de poblaciones y en algunas industrias
por ser uno de los menos peligrosos ya que debido a su baja densidad, al aire libre
siempre tiende a ascender evitando as acumulaciones peligrosas de gas en caso de
escapes.
La composicin es variable segn los yacimientos, aunque el principal componente es el
metano; debido a las diversas composiciones las caractersticas del gas varan de un
yacimiento a otro y en cualquier caso deber consultarse a la compaa distribuidora del
gas el poder calorfico superior para realizar clculos ms precisos.
Composicin
Propiedades
Gas % Volumen
Metano, CH
4
88
Densidad relativa (GE) = 0.62
P.C.S. = 10 500 Kcal/m
3
Indice Wobbe = 13 335 Kcal/m
3
Humedad = seco
Etano, C
2
H
6
9
Otros hidrocarburos 2
Nitrgeno, N
2
1
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3.2. AIRE-GLP.
Llamado Gas natural sinttico (GNS), es una mezcla de Propano (Gas Licuado) con aire
en una proporcin tal que le permite sustituir al Gas Natural (GN) en las redes de
distribucin, sin que el usuario final se de cuenta del cambio.
Se le utiliza en plantas stand-by (reserva en casos de corte), plantas de soporte en
horas punta, y plantas de espera de gas natural.
En la segunda familia, la mezcla de aire y gas propano son mas ricas que las mezclas de
la primera familia.
3.3. AIRE PROPANADO
Composicin
Propiedades
Gas
%
Volumen
Propano comercial
Aire
60
40
Densidad relativa (GE) = 1.38
P.C.S. = 14 500 Kcal/m
3
Indice.de Wobbe = 12 487
Kcal/m
3
Humedad = seco
4. TERCERA FAMILIA DE GASES COMBUSTIBLES
El butano y el propano se obtienen mediante la destilacin del petrleo, son
hidrocarburos, es decir, compuestos de hidrgeno y carbono, y su frmula qumica es
C
4
H
10
para el butano y C
3
H
8
para el propano.
El butano y propano comerciales no son hidrocarburos qumicamente puros, sino
mezclas de stos con otros hidrocarburos.
4.1. Butano Comercial
Composicin
Propiedades
Gas % Volumen
Etano, C
2
H
6
0.46
Densidad relativa (GE) = 2.03
P.C.S. = 31 138 Kcal/m
3
ndice Wobbe = 21 855 Kcal/m
3
Humedad = seco
Propano, C
3
H
8
9.14
Isobutano, i-C4H
10
30.8
Butano normal, n-C
4
H
10
59.6
4.2. Propano Comercial
Composicin
Propiedades
Gas %Volumen
Etano, C2H6 0.63
Densidad relativa (GE) = 1.62
P.C.S. = 25 189 Kcal/m3
ndice Wobbe = 19 790 Kcal/m3
Humedad = seco
Propano, C3H8 87.48
Isobutano, i-C4H10 6.30
Butano normal, n-
C4H10
5.59
4.3. Propano Metalrgico
Si se aumenta la proporcin de propano se obtiene el propano metalrgico, el cual se
utiliza especialmente en hornos metalrgicos en los cuales se requiere una gran riqueza
de este hidrocarburo.
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1,1% volumen de Etano : C
2
H
6
96,25% volumen de Propano : C
3
H
8
1,44% volumen de Isobutano : i C
4
H
10
1,21% volumen de butano normal : n C
4
H
10
Densidad relativa = 1,57
P.C.S. = 24.465 Kcal/m (n) = 12.051 Kcal/Kg
ndice de Wobbe = 19.525 Kcal/m (n)
Humedad = seco
5. PROBLEMAS
1. El ndice de Wobbe (superior) de un gas combustible es 8 854 Kcal/m
3
a15C y 1 atm de
presin, siendo su densidad relativa (Gravedadespecifica) de 0.4. Determine su Poder
calorfico superior (PCS).
a) 3 600 Kcal/m
3
b) 23 500 Kcal/m
3
c) 8 500 Kcal/m
3
d) 14 000 Kcal/m
3
e) 5
600 Kcal/m
3
2. Una mezcla combustible gaseosa tiene un ndice de Woobe de 23.8MJ/m
3
(superior), con
una gravedad especifica de 0.60. Determinar lacantidad de calor liberado cuando se
queman 2m
3
de este gas. El aguase recupera como lquido.
a) 30.0 MJ b) 12.4 MJ c) 36.8 MJd) 61.4 MJ e) 80.3 MJ
3. El poder calorfico superior del etano a CNPT es de 69.6 MJ/m
3
, siendo sudensidad
relativa a idnticas condiciones de 1.038. Calcule el ndice deWobbe superior para el
etano puro.
a) 68.3 MJ/m
3
b) 67.0 MJ/m
3
c) 70.2 MJ/m
3
d) 65.4 MJ/m
3
e) 76.6 MJ/m
3
4. Considere el poder calorfico superior del metano puro 890 KJ/mol aCNPT, y su densidad
relativa 0.55 a las mismas condiciones. Calcule elndice de Woobe del metano en MJ/m
3
.
a) 1.2 MJ/m
3
b) 42.0 MJ/m
3
c) 36.2 MJ/m
3
d) 27.5 MJ/m
3
e) 53.5
MJ/m
3
5. Cierto gas natural comercial tiene la composicin molar siguiente: CH
4
,0.90; C
2
H
6
, 0.10.
Calcular la composicin en peso de este gas.
Considerar peso molecular: CH
4
(16), C
2
H
6
(30).
a) CH
4
, 82.8%; C
2
H
6
, 17.2%
b) CH
4
, 76.4%; C
2
H
6
, 23.6%
c) CH
4
, 90.0%; C
2
H
6
, 10.0%
d) CH
4
, 79.0%; C
2
H
6
, 21.0%
e) CH
4
, 50.0%; C
2
H
6
, 50.0%
6. Se quem CH
4
en una atmosfera de oxgeno puro y con la cantidad deoxgeno
estequiomtrica. Suponiendo una combustin completa,determinar la composicin de los
gases de combustin, expresada enfraccin molar.
a) CO
2
, 1/2; H
2
O, 1/2
b) CO
2
, 2/5; H
2
O, 3/5
c) CO
2
, 3/5; H
2
O, 2/5
d) CO
2
, 1/3; H
2
O, 2/3
e) CO
2
, 3/4; H
2
O, 1/4
7. Un quemador quemo 40 moles de CH
4
empleando oxgeno puro con unexceso de 40%. La
combustin fue completa. Cuntas moles de oxgenoquedaron sin reaccionar?
a) 80 moles b) 40 moles c) 112 moles
d) 32 moles e) 16 moles
8. Combustionan completamente 120 moles de etano C
2
H
6
con 50% enexceso de oxgeno.
Cul es el nmero de moles de oxgeno que quedsin reaccionar?
a) 420 moles b) 210 moles c) 630 moles
d) 320 moles e) 156 moles
9. Un dispositivo quema 100 moles de propano C
3
H
8
con oxgeno puro. Sise alimenta un
20% en exceso de oxgeno. Cul es el % de moles deoxgeno en los gases de
combustin (gases de chimenea)?
a) 20.0% b) 48.2% c) 57.0%d) 15.6% e) 12.5%
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5. LA COMBUSTION
1. INTRODUCCION
Los procesos que involucran alguna reaccin de combustin, estn bastante extendidos en
nuestra realidad individual y social. Para comprender la importancia de estas reacciones,
considere los datos estadsticos que describimos a continuacin, los cuales provienen de una
nacin con un importante grado de desarrollo:
- El 85% de la energa es proporcionada por la combustin.
- Cientos de miles de millones de dlares son gastados anualmente en energa.
- Miles de personas mueren cada ao en accidentes con fuego.
- Miles de millones de dlares de daos a la propiedad son causados cada ao por
incendios.
De lo anterior se desprende que existen reacciones de combustin que se dan en situaciones
controladas, como en un motor de automvil, un motor estacionario (generador elctrico) o en
una embarcacin, en hornos industriales, motores de cohetes, etc. Como tambin se dan
reacciones de combustin en situaciones no deseadas como los incendios forestales,
industriales o domsticos, con las consecuentes prdidas econmicas y de vidas.
Otro ejemplo que ilustra el inters de la ciencia por mejorar el conocimiento de estas
reacciones y mejorar el diseo de los dispositivos que las aprovechan, esta dado por el
siguiente hecho: Un simple incremento de uno por ciento en la eficiencia del consumo de
combustible en los vehculos automotrices por ejemplo, un incremento del rendimiento del
consumo de gasolina desde 40 Km/galn hasta 40.4 Km/galn podra ahorrar
aproximadamente unos 100 millones de barriles de crudo cada ano.
2. REACCIONES DE COMBUSTION
Es una reaccin exotrmica donde se libera calor y luz que proviene de la flama o llama, entre
los reactantes tenemos el combustible y el comburente.
Combustible: Puede ser una sustancia orgnica, y entre ellos tenemos los hidrocarburos como
petrleo, gas natural y sus derivados.
Comburente: es casi siempre el oxgeno.
Una reaccin de combustin es una reaccin de oxidacin rpida enla que se libera
energa calorfica o energa luminosa y calorfica.
Como la que se produce en las cocinas domesticas quemando propano (C
3
H
8
):
C
3
H
8
+5 O
2
3 CO
2
+4 H
2
O+ Luz + Calor
O esta otra quemando hidrgeno, tal como ocurre en los motores de loscohetes espaciales:
2 H2 + O2 2 H2O+ Luz + Calor
Los procesos de combustin y de oxidacin tienen algo en comn: la unin de una sustancia
con el oxgeno. La nica diferencia es la velocidad con que el proceso tiene lugar. As, cuando
el proceso de unin con el oxgeno es lo bastante lento como para que el calor desprendido
durante el mismo se disipe en el ambiente sin calentar apreciablemente el cuerpo, se habla de
oxidacin, como ocurre durante el proceso bioqumico de los alimentos en nuestro cuerpo, o en
los procesos de corrosin metlica. Si el proceso es rpido y va acompaado de un gran
aumento de temperatura y en ocasiones de emisin de luz (llama), recibe el nombre de
combustin.
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Ya hemos dicho que el gas combustible necesita oxgeno para arder, y que puede
ser oxgeno puro o bien el oxgeno del aire. Aunque se utilice aire, la reaccin
qumica se plantea siempre con oxgeno Las reacciones qumicas que utilizaremos
son:
a) La combustin del hidrgeno:
H
2
+
2
1
O
2
H
2
O
b) La combustin del monxido de carbono:
CO
2
1
+ O
2
CO
2
c) Combustin del sulfuro de hidrgeno:
H
2
S +
2
3
O
2
SO, + H
2
O
d) Combustin de um hidrocarburo cualquiera:
C
n
H
m+
( n +
4
m
) O
2
nCO
2 +
2
m
H
2
O
Al igualar las reacciones de combustin, se ha procurado que la sustancia
combustible tuviera siempre ei coeficiente 1.
3. TIPOS DE REACCIONES DE COMBUSTIN
Segn la cantidad de oxgeno presente, la combustin puede ser completa o incompleta, la
primera es y la segunda es.
En la combustin completa se forma CO
2
y H
2
O, nicamente si es incompleta, los productos de
combustin son muy variados, resaltando el CO, el carbn (holln) y agua.
Los procesos de combustin se pueden clasificar en:
1) Combustin completa.
2) Combustin incompleta.
3) Combustin terica o estequiomtrica.
4) Combustin con exceso de aire.
5) Combustin con defecto de aire.
3.1 COMBUSTIN COMPLETA
Se produce cuando el total del combustible reacciona con el oxgeno (con exceso de
oxgeno). Los productos de esta combustin son solamente CO
2
, H
2
O, O
2
y N
2
. Es decirno
quedan residuos de combustible sin quemar.
1 C
n
H
m+
( n +
4
m
) O
2
= n CO
2 +
2
m
H
2
O
3.2 COMBUSTIN INCOMPLETA
Se produce cuando parte del combustible no reacciona completamente.En este caso los
productos de la combustin incluyen, adems de CO
2
,H
2
O, N
2
, tambin hidrocarburos no
quemados, C (hollin), y CO.Las razones principales que influyen en este hecho son:
dificultad paraproducir premezcla (con deficiencia de oxgeno) homognea, insuficiente
tiempo de residencia en lazona de combustin, enfriamiento de los productos o volumen
de aireinsuficiente, o una combinacin de las causas anteriores.
3.3 COMBUSTIN TERICA O ESTEQUIOMTRICA
Es la combustin que se realiza con la cantidad terica de oxgeno estrictamente
necesaria para producir la oxidacin total del combustible a fin de oxidar todo el carbono a
dixido de carbono y el hidrogeno a agua.
En consecuencia, no se encuentra O
2
en los productos, ya que dicho O
2
se consumi
totalmente durante la combustin. Esta combustin se denomina terica porque en la
prctica es difcil de lograr. Solo se consigue en condiciones de laboratorio.
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C
X
H
Y
+
|
.
|
\
|
+
2
y
x O
2
x CO
2
+
2
y
H
2
O
3.4 COMBUSTIN CON EXCESO DE AIRE
Es la combustin que se lleva a cabo con una cantidad de aire superior ala
estequiomtrica. Esta combustin tiende a no producir inquemados. Estpica la presencia
de O
2
en los productos.
Si bien la incorporacin de aire permite evitar la combustin incompletay la formacin de
inquemados, trae aparejada la perdida de calor en losproductos de combustin (las
sustancias en exceso absorben calor),reduciendo la temperatura de combustin, y la
eficiencia.
En este caso al ser la cantidad de oxigeno que entra en la reaccin mayor que la
estequiomtricamente necesaria, la reaccin y productos que se producen son:
C
n
H
m
CO
2
O
2
O
2
+ Q (calor)
H
2
O
N
2
N
2
Es la reaccin de combustin que se debe de producir en los aparatos con el objeto que
no se produzca monxido de carbono (CO), compuesto caracterizado por su toxicidad.
En esta reaccin la cantidad de calor desprendido es la misma, pero al producirse ms
productos de combustin la temperatura que se alcanza es menor que en una.
3.5 COMBUSTIN CON DEFECTO DE AIRE
En esta combustin, el aire disponible es menor que el necesario paraque se produzca la
oxidacin total del combustible. Por lo tanto, seproducen inquemados, CO y holln (C).
C
X
H
Y
CO
2
CO
O
2
H
2
+
Q(calor)
H
2
O
N
2
N
2
3.6. COMBUSTIN IMPERFECTA CON EXCESO DE AIRE
En las combustiones donde no hay una buena mezcla entre el combustible y el comburente
existente, se producen reacciones en las que se obtienen inquemados, as como oxgeno
sin reaccionar, desaprovechndose parte de la energa.
Su forma general es:
C
X
H
Y
CO
2
CO
O
2
O
2
+ Q (calor)
H
2
H
2
O
N
2
N
2
En esta reaccin de combustin tambin se produce monxido de carbono (CO),
compuesto caracterizado por su toxicidad.
El calor producido tambin es menor que en la combustin completa con exceso de aire.
De acuerdo a la cantidad de energa que desprende la reaccin tambin se pueden
clasificar como:
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3.7. Reaccin Endotrmica
Es aquella reaccin que absorbe energa calorfica conforme se lleva a cabo, debido a que
la entalpa de los productos es mayor que la entalpa de los reactantes. Son reacciones
que no ocurren naturalmente a condiciones ambientales, por lo tanto no
3.8. Reaccin Exotrmica
Es aquella reaccin que libera energa calorfica hacia el medio que lo rodea conforme
transcurre, por lo tanto aumenta la temperatura de los alrededores del sistema donde
ocurre la reaccin.
4. ELEMENTOS DE UNA REACCION DE COMBUSTION
Las reacciones de combustin no suelen, al contrario de lo que sucede en laoxidacin,
producirse en forma espontnea. Una fuga de gas puedepermanecer un tiempo considerable
sin que se produzca reaccin alguna, pueses necesario un iniciador, como puede ser el
contacto con una llama o chispa,para que la combustin de comienzo.
De acuerdo a su funcin, podemos definir:
4.1 Combustible
Es la sustancia que se quema. Los combustibles pueden clasificarse segn su naturaleza:
- Combustibles slidos: Carbn mineral (antracita, coque), madera, etc.
- Combustibles lquidos: gasolina, diesel 2, kerosene, alcoholes, disolventes, etc.
- Combustibles gaseosos: gas natural, GLP, hidrgeno, butano, etc.
4.2 Comburente
Es la sustancia que por combinacin con el combustible, produce la combustin de este.
El comburente ms comn es el oxgeno, ya que est a libre disposicin en el aire, en el
aire en la proporcin del 21 % en volumen. Si la proporcin es inferior al 15 %, la
combustin se extingue. El comburente se denomina tambin agente oxidante. Pero el
oxgeno no es el nico comburente que existe.
4.3 Energa de Activacin
Es la cantidad de energa necesaria que debe entregarse para que la reaccin se inicie.
Esta cantidad de energa puede entregarse como calor (pilotos de cocinas, compresin en
motor diesel) o chispa (las bujas en un motor a gasolina). Tambin por un cortocircuito
elctrico, rozamiento entre partes metlicas, equipos de soldarura, estufas, interruptores
elctricos, etc.
Normalmente se requiere un aporte continuo de calor hasta que en un punto del material
se alcanza la temperatura de inflamacin y se produce la ignicin.
Una vez iniciada, la combustin se autoalimenta debido al carcter exotrmico de las
reacciones de oxidacin, generando calor y transmitindolo a otras partes del mismo
combustible.
Para que una reaccin de combustin tenga lugar debenpresentarse
simultneamente 3 elementos:
Combustible
Comburente
Energa de activacin
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Una representacin grfica de los tres elementos necesarios para el inicio de una
combustin, se da en el triangulo de la combustin que se muestra en la figura 1.
En el sentido de la seguridad, para evitar la aparicin de una combustin debemos evitar
la confluencia de estos tres factores.
Fig.1 Tringulo de la combustin
Bajo determinadas condiciones de presin y temperatura, la combustin de ciertas
sustancias puede ser extremadamente rpida, generando grandes cantidades de energa
calorfica y de gases que se expanden y que pueden hacer estallar el recipiente que los
contiene. En este hecho se fundamentan los explosivos.
5. BALANCEO DE REACCIONES DE COMBUSTION (ESTEQUIOMETRIA)
Es la parte de la qumica que se ocupa de estudiar las relaciones cuantitativas entre los
reactantes y productos en una reaccin qumica.
Toda reaccin qumica, consume cantidades exactas (en peso o volumen) desustancias
reaccionantes y produce otras cantidades exactas (en peso o volumen) de productos:
Por ejemplo, la reaccin entre el azufre slido y el oxgeno gaseoso produce dixido de azufre
gaseoso, como indica mediante la ecuacin:
S +O
2
SO
2
En la tabla siguiente se describen, a modo de ejemplo, algunos pesos que podran combinarse
qumicamente para producir dixido de azufre:
32 g de azufre Reaccionan con 32 g de oxigeno para dar 64 g de SO2
8 g de azufre Reaccionan con 8 g de oxigeno para dar 16 g de SO2
1 g de azufre Reaccionan con 1 g de oxigeno para dar 2 g de SO2
Lo que deseamos poner en evidencia es que, en toda reaccin qumica:
1. Las sustancias reaccionan en una proporcin fija y constante, y los productos se obtienen
bajo la misma condicin. Es decir, en este caso noes posible hacer reaccionar 32 g de azufre
con una cantidad de oxgeno diferente a 32 g y obtener aun dixido de azufre (SO
2
). Esto se
conoce con el nombre de Ley de Proust o Ley de la Proporciones Constantes(1799).
Lo anterior es importante, ya que, al ser constantes las proporciones de combinacin podemos
establecer relaciones cuantitativas que nos permiten realizar clculos sobre las cantidades
(pesos o volmenes) desustancias que se consumen o producen en una reaccin.
2. La suma de las masas de las sustancias reaccionantes es igual a la suma de las masas de
las sustancias producidas. Dicho de otro modo, en toda reaccin qumica la masa permanece
constante. Como usted puede ver en el cuadro anterior, las sumas de las masas de los
reactantes son 64 g,16 g y 2 g; siendo las masas de los productos tambin 64g, 16 g y 2 g
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respectivamente. Este hecho fue enunciado por Antoine Lavoisier, y se conoce como Ley de
Conservacin de la Masa o Ley de Lavoisier (1789).
Esta ley asegura que la masa de un sistema reaccionante no vara. Dado que ahora sabemos
que una reaccin qumica es solo un reacomodo atmico, aceptar que la masa se conserva
resulta de aceptacin natural.
5.1. EL MOL
Es la cantidad de sustancia de la masa molecular; la cantidad de sustancia se
representa con la letra n y se expresa en gramos. As, por ejemplo, la masa mo-
lecular del agua (ver tabla 1) es 18; por lo tanto, un mol de agua equivale a 18 g de
agua, y un mol de carbono equivale a 2 g de hidrgeno. Por conveniencia, a
veces se utiliza el kilomol (kmol). Recordamos que 1 kmol es igual a 1.000 mol
El mol es la unidad de la magnitud denominada cantidad de sustancia definida como una
de las 7 unidades bsicas del Sistema Internacional de Unidades. La magnitud cantidad
de sustancia es til para realizar clculos sobre cualquier reaccin qumica.
El mol se define como la cantidad de una sustancia que contiene 6.022 x 10
23
entidades
elementales de dicha sustancia. Esto significa,
1 mol de tomos de X =una cantidad del elemento X=6.02210
23
tomos de X
quecontiene
1 mol de molculas de Y = una cantidad de la sustancia Y= 6.02210
23
molculasde Y
quecontiene
Al nmero 6.022 x 10
23
se le conoce como el nmero de Avogadro, en honor al fsico y
qumico italiano Amadeo Avogadro. Se sabe tambin que hay 6.022 x 10
23
tomos en una
cantidad de gramos de elemento igual a su peso atmico. Y existen 6.022 x 10
23
molculas en una cantidad de gramos desustancia igual a su peso molecular.
Para describir mejor lo anterior;
1. El peso atmico del aluminio (Al) es 13 unidades de masa atmica unificada, entonces:
1 mol de tomos de Al = 13 g de aluminio = 6.022 x 10
23
tomos de Al
Es decir, si pesamos unos 13 gramos de aluminio puro podemos afirmar que all existen
6.022 x 10
23
tomos de aluminio, y adems esos 13 g de aluminio son un mol de tomos
de aluminio. Resulta obvio que 26 g de aluminio sern 2 moles de tomos de aluminio, 65
g de aluminio son 5 moles de tomos de aluminio, etc.
2.El peso molecular del agua (H
2
O) es 18 unidades de masa atmica unificada, entonces:
1 mol de molculas de H
2
O = 18 g de H
2
O = 6.022 x 10
23
molculas de H
2
O
Nuevamente, si pesamos en un vaso unos 18 gramos de agua pura en dicho vaso habrn
6.022 x 10
23
molculas de agua, y adems a esos 18 gramos de agua se les llama como
una mol de molculas de agua.
3. Una forma prctica para determinar rpidamente el nmero de moles que estn
contenidos en un peso de un compuesto, y en un peso de sustancia elemental, es a travs
de:
n = W ; n= W .
Peso MolecularPeso Atmico
La importancia del concepto mol est en el hecho que es el nexo o puente entre el mundo
de las proporciones atmicas y moleculares, con el mundo de nuestras proporciones
ordinarias expresadas en gramos o kilogramos.
Observemos ahora la informacin que podemos obtener de una ecuacin qumica
balanceada:
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2 H
2
+ O
2
2 H
2
O
La informacin a nivel molecular es:
2 molculas + 1molcula 2 molculas
de hidrgeno de oxgeno de agua
La cual es una informacin directa y fcilmente entendible obtenida desde la ecuacin.
Ahora multipliquemos toda la ecuacin por el nmero de Avogadro(6.022 x 10
23
):
2 x 6.022x10
23
molculas + 1 x 6.022x1023 molcula 2x6.022x1023molculas
de hidrgeno de oxgeno de agua
Aplicando el hecho que, 6.022 x 10
23
molculas de una sustancia se defini como una mol de
dicha sustancia:
2 moles de molculas + 1mol de molcula 2 moles de molcula
de hidrgeno de oxgeno de agua
Recordando que, una mol de molculas de una sustancia estn contenidas en una
cantidad de gramos de sustancia numricamente igual a su peso molecular, como:
Peso molecular H2 = 2 u, O
2
= 32 u, H
2
O = 18 u.
2 x 2g + 1 x 32g 2 x 18g
de hidrgeno de oxgeno de agua
Simplificando nuestro razonamiento:
2 H
2
+ O
2
2 H
2
O
2 x 2g 1 x 32g 2 x 18g
Ejemplo
Cul es la masa de un mol de glucosa C
6
H
12
O
6
?
Pesos Atmicos: C=12, H=1, O=16.
Solucin
Como la mol de una sustancia es una cantidad de gramosnumricamente igual a su peso
molecular, determinamos siempreprimero el peso molecular:
M ( C
6
H
12
O
6
) = 6x12 + 12x1 + 6x16 = 180 u
Por tanto,
1 mol de C
6
H
12
O
6
= 180 gramos de C
6
H
12
O
6
Ejemplo
Cuntas moles de glucosa hay en 45 g de C
6
H
12
O
6
?
Solucin.
Dado que: 1 mol de C
6
H
12
O
6
= 180 gramos de C
6
H
12
O
6
, podemosutilizar lo anterior como
una equivalencia, entonces:
45 g de C
6
H
12
O
6
. 1 mol de C
6
H
12
O
6 =
0.25 mol de C
6
H
12
O
6
180 g de C
6
H
12
O
6
Un consejo:
Se debe diferenciar claramente el concepto de mol y molcula. La mol est
referida a una cantidad macroscpica expresada en gramos, mientras que la
molcula es una entidad sub-microscpica constituida por tomos.
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Ejemplo
Cuntas molculas hay en 360 g de glucosa?
Solucin
La definicin:
1 mol de C
6
H
12
O
6
= 180 gramos de C
6
H
12
O
6
= 6.022x1023 molculas
Entonces:
360 g de C
6
H
12
O
6
6.022x10
23
molculas de C
6
H
12
O
6=
2 x 6.022x10
23
molculas de C
6
H
12
O
6
12.044x10
23
molculas de C
6
H
12
O
6
180 g de C
6
H
12
O
6
Ejemplo
Cuntos tomos de carbono hay en 360 g de glucosa?
Solucin
Leyendo la frmula de la glucosa C
6
H
12
O
6
vemos que cada molcula de esta contiene 6
tomos de carbono.
Ya que en 360 g de glucosa hay 12.044x10
23
molculas de glucosa, entonces:
12.044x10
23
molculas de C
6
H
12
O
6
.6 tomos de C . = 72.264x10
23
tomos de C
1 molcula deC
6
H
12
O
6
Ejemplo
La reaccin de combustin incompleta del gas metano produce CO yH
2
O. Qu cantidad
de moles de H
2
O se obtienen al quemar 20 molesde CH
4
?C=12, H=1, O=16
CH
4
+ O
2
CO + H
2
O
Solucin
Primero debemos obtener la ecuacin balanceada,
2 CH
4
+ 3 O
2
2 CO + 4 H
2
O
La informacin molar es:
2 moles CH
4
+ 3 moles O
2
2 moles CO + 4 moles H
2
O
Finalmente, a partir de esta informacin, vemos que 2 moles de CH
4
producen 4 moles de
H
2
O. Estequiomtricamente, esta relacin puede tomarse como cantidades equivalentes y
puede utilizarse para construirun factor de conversin. Entonces:
20moles deCH
4 .
4 moles H
2
O
2 molesCH
4
dato
factor de conversin
Resolviendo: 40 moles de H
2
O
Ejemplo
En el ejemplo anterior, Qu peso de O
2
es necesario para quemar 10moles de CH
4
?
C=12, H=1, O=16
Solucin
Nuevamente la ecuacin balanceada,
2 CH
4
+ 3 O
2
2 CO + 4 H
2
O
y la informacin molar:
2 moles CH
4
+ 3 moles O
2
2 moles CO + 4 moles H
2
O
Ahora la escribimos ms convenientemente:
2 moles CH
4
+ 3 x (32 g) O
2
2 moles CO + 4 moles H
2
O
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Entonces:
10moles deCH
4 .
3 x 32g O
2
2 molesCH
4
dato
factor de conversin
Resolviendo: (10 x 3 x 32/2) g O
2
= 480 g de O
2
Ejemplo
En una fundicin de cobre se emplea calcopirita (CuFeS
2
) como fuentede cobre segn:
CuFeS
2
+ O
2
Cu + FeO+ SO
2
Qu cantidad de O
2
en gramos se requiere para procesar 1 kg decalcopirita?
Cu = 63.5, Fe = 55.8, S=32, O = 16
Solucin
Despus de balancear,
2 CuFeS
2
+ 5 O
2
2 Cu + 2 FeO + 4 SO
2
2 moles de CuFeS
2
5 moles de O
2
2.(183.3 g) CuFeS
2
5.(32 g) O
2
Entonces:
1 000g de CuFeS
2
.5 x 32g de O
2 .
2 x 183.3g de CuFeS
2
= 1 000 x 5 x 32/(2 x 183.3) g de O
2
= 436.4 g de O
2
5.2. VOLUMEN MOLAR (Vm)
Se denomina volumen molar al volumen ocupado por una mol de cualquier sustancia.
Este concepto suele emplearse con relativa frecuencia para sustancias gaseosas. Sin
embargo debe tenerse en cuenta que el volumen de un gas depende de la temperatura y
la presin a la que se encuentra. Es decir una mol de cualquier gas ocupara distintos
volmenes segn el valor de la presin y la temperatura.
Para tener un punto de referencia se ha establecido las Condiciones Normales de presin
y temperatura, en la cual la presin es igual a 1 atmosfera y la temperatura igual a 0C.
Entonces para cualquier gas,
Vm =22.4 litros a P=1atm y T=0C (C.N.)
Ejemplo
Cuando se oxida propano (C
3
H
8
) por oxigeno (O
2
) se produce monxido de carbono (CO)
y agua (H
2
O). Calcular el volumen de CO a C.N. que se obtienen al quemar 11 g de
propano. C=12, H=1, O=16
C
3
H
8
(g) + O
2
(g) CO(g) + H
2
O(g)
Solucin
La ecuacin balanceada que describe esta reaccin:
2 C
3
H
8
(g) + 7 O
2
(g) 6 CO(g) + 8 H
2
O(g)
2 moles C
3
H
8
6 moles de CO
2 (44 g) C
3
H
8
6 (22.4 L) de CO
11g de C
3
H
8
. 6 x 22.4 L de CO
2 x 44 g de C
3
H
8
5.3. REACTIVO LIMITANTE
Hasta ahora, en los ejemplos anteriores hemos calculado la cantidad de un reactivo que
hace falta para combinarse con otro en alguna reaccin qumica.
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Si bien esto es exacto qumicamente hablando, en la prctica suele aadirse casi siempre
un exceso de uno de los reactivos. Esto se hace as para asegurar el consumo completo
del otro.
Como sabemos que las sustancias qumicas siempre se combinan en proporciones
definidas, suceder entonces que habr un sobrante del reactivo que fue aadido en
exceso, mientras que el otro se consumir hasta agotarse.
Por ejemplo, en la combustin de la gasolina en los motores de combustin interna, se
calibra la entrada de aire de modo que siempre ms aire del necesario para asegurar que
toda la masa de gasolina en el cilindro de combustin se queme.
En toda reaccin donde se conocen las cantidades de las sustancias reaccionantes, se
llama reactivo limitante a aquel que se encuentra en menor proporcin estequimtrica. Y
se llama reactivo en exceso a aquel que se encuentra en exceso estequimtrico en
comparacin con el otro.
Los problemas con reactivo limitante se reconocen porque tenemos al menos dos
cantidades de sustancias que deben reaccionar. En estos problemas, antes de los
clculos debemos identificar cual es la sustancia en exceso y cul es la sustancia limitante
ya que solo obtendremos resultados correctos haciendo los clculos con esta ltima.
Ejemplo
Considere la siguiente reaccin qumica que ocurre a 750C:
N
2
(g) + H
2
O(g) NH
3
(g) + O
2
(g)
Si inicialmente se colocan 10 gramos de N
2
con 10 gramos de H
2
O
a) Reaccionan completamente los reactivos?
b) Cuntos gramos del reactivo en exceso quedan sin reaccionar?
c) Cuntos moles de NH
3
se forman?
d) Cuntos litros de O
2
, medido en CNPT se producen?
(N=14, H=1, O=16)
Solucin
Como siempre, lo primero es balancear la ecuacin:
2 N
2
(g) + 6 H
2
O(g) 4 NH
3
(g) + 3 O
2
(g)
Determinamos el nmero de moles iniciales de las sustancias:
n (N
2
) = 10/28 = 0.357 moles de N
2
n (H
2
O) = 10/18 = 0.556 moles de H
2
O
Determinamos el reactivo limitante y el reactivo en exceso:
- Calculamos la cantidad de agua necesaria, para la reaccin completa del N
2
0.357 moles N
2
6 moles H
2
O= 1.071 molesH
2
O
2 moles N
2
- Como no tenemos esa cantidad de H
2
O, inferimos que el reactivo en exceso es el N
2
. Por
tanto el reactivo limitante es el agua, la cual se consumir completamente.
- Comprobamos, utilizando toda la cantidad de agua propuesta y calculando el consumo de
N
2
requerido por sta:
0.556 moles H
2
O. 2 moles N
2
=0.185 moles N
2
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6 moles H
2
O
- Entonces, 0.556 moles de H
2
O (lo que nos da el problema) necesitan para reaccionar
0.185 moles de N
2
(cantidad menor a la proporcionada por el problema). Como hay 0.357
moles de N
2
, existe un exceso estequiomtrico de N
2
.
Ordenando:
- Reactivo limitante, H
2
O. Reactivo en exceso, N
2
.
- Cantidad de sustancia que reaccionan exactamente (estequiomtricamente):
0.556 moles de H
2
O y 0.185 moles de N
2
- Cantidad del reactivo en exceso sobrante (excedente):
n = (0.357 0.185) = 0.172 moles de N
2
W = n x PM = 0.172 x 28 = 4.82 g de N
2
- Cantidad de NH
3
formado:
0.556 moles H
2
O . 4 moles NH
3
=0.371 molesNH
3
6 moles H
2
O
- Cantidad de oxigeno obtenido, en litros a C.N. de P y T.:
0.556 moles H
2
O . 3 moles O
2
. 22.4 L = 6.23 LitrosO
2
6 moles H
2
O 1 mol O
2
6. PROPIEDADES DE LOS COMBUSTIBLES
Las propiedades ms importantes que caracterizan a un combustible son:
6.1 COMPOSICIN
En la prctica un combustible no es una sustancia pura, sino una mezcla.
El conocimiento de la composicin de un combustible es importante para determinar los
parmetros estequiomtricos para la combustin de este.
La composicin de los combustibles gaseosos se expresa en fracciones molares de cada
componente (x), lo cual es equivalente a la composicin en volumen a CNPT.
Donde la fraccin molar es:
x
i
= moles del componente ' i '
moles totales
Y para cualquier mezcla de m componentes, se cumple:
x
1
+x
2
+x
3
...+ x
m
= 1
La composicin de los combustibles lquidos y slidos se expresa generalmente en
fracciones de masa de cada componente (y).
Donde la fraccin de masa es:
y
i
= masa del componente ' i '
masa total
Y para cualquier mezcla de m componentes, se cumple:
Componente
(i)
Fraccin Molar
(xi)
N2 0.0071
CH4 0.8425
C2H6 0.1477
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C3H8 0.0025
i C4H10 0.0001
n C4H10 0.0001
Tabla 1. Composicin tpica de un gas natural
Componente
(i)
Fraccin Masa
(yi)
C 0.860
H 0.111
S 0.008
O 0.000
N 0.010
H2O 0.010
cenizas 0.001
Tabla 2. Composicin tpica de una gasolina
6.2 PODER CALORFICO
Se denomina poder calor de un gas combustible a la cantidad de calor que desprende en
la combustin completa de una unidad de masa o de volumen de gas. [kJ/kg].
El calor desprendido pasa a los productos de la combustin, llamados vulgarmente humos.
En la prctica, para extraer el calor de la combustin, lo que se hace es enfriar los humos,
puesto que son el vehculo de dicha energa.
Existen 2 tipos de Poderes Calorficos:
a) Poder Calorfico Superior (PCS)
Es la cantidad de calor que desprende en la combustin completa una unidad de
masa o de volumen de un combustible (solido, liquido o gas) cuando los productos de
la combustin (humos) son enfriados hasta la condensacin del vapor de agua que
contienen. Referidos todos los productos a la temperatura inicial de 0C, 18C, 20C,
25C, 60F, segn los autores y considerando el agua de combustin en estado
liquido a presin atmosfrica.
b) Poder Calorfico Inferior (PCI)
Es la cantidad de calor que desprende en la combustin completa una cantidad de
masa o de volumen de gas cuando los productos de la combustin (humos) son
enfriados sin que llegue a producirse la condensacin del vapor de agua. Los humos
evacuan el agua en estado vapor a 100C . Por lo general es el ms usado.
El PCS y PCI se expresan normalmente en las unidades siguientes:
- Por unidad de masa: MJ/kg, kWh/kg o Kcal/kg
- Por unidad de volumen: MJ/m
3
, kWh/m
3
o Kcal/m
3
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Determinacin del Poder Calorfico
Aire
Gas (t
2
, p
2
)
Gas + Aire
(t
1
, p
1
)
Productos
(t
1
, p
1
)
Agua lquida
PODER CALORFICO SUPERIOR
Agua vapor
PODER CALORFICO INFERIOR
Combustin
PODER CALORIFICO
Sustancia
Poder Calorfico, MJ/kg
Contenido % en masa de
Oxigeno, O2
Superior Inferior
Hidrogeno 141,94 119,91
Metano 55,55 50,02
Etano 51,92 47,49
Propano 50,39 46,36
Butano 49,54 45,72
i-Butano
i-Pentano
N-Pentano 48,67 44,97
N-Hexano 48,34 44,74
N-Heptano 48,10 44,56
N-Octano 47,92 44,42
i-Octano
6.3. INDICE DE WOBBE
El ndice de Wobbe es el cociente entre el PCS y la raz cuadrada de la densidad relativa
del gas con respecto al aire:
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El ndice de Wobbe es un indicador de intercambiabilidad de los gases combustibles.
Dos gases combustibles que tengan el mismo ndice de Wobbe dan la misma potencia
calorfica por un quemador, siempre que los gases estn a la misma presin y a la
misma temperatura.
El ndice de Wobbe se expresa en las mismas unidades que el PCS, normalmente en
unidades de volumen (MJ/m
3
, kWh/m
3
o Kcal/m
3
)
6.4 VISCOSIDAD
Describe la resistencia interna a fluir de los fluidos. Es una propiedad importante para los
lquidos.
6.5 DENSIDAD
La densidad absoluta de un cuerpo, es el cociente entre la masa y elvolumen del mismo
[kg/L, g/mL]
Se define tambin el termino densidad relativa, como el cociente de ladensidad absoluta
de un gas entre la densidad del aire, a igualescondiciones de presin y temperatura. La
densidad relativa de un gascombustible es til para, en caso de fuga de este, saber si se
acumula anivel del piso o cerca del techo en ambientes confinados.
6.6 LMITES DE INFLAMABILIDAD
Lmites de concentracin superior e inferior de un gas inflamable, sobreo debajo de los
cuales no ocurre propagacin de la llama en contacto conuna fuente de ignicin. Los
lmites inflamables son calculados atemperatura y presin ambiente en el aire.
Los gases ms inflamables son el H
2
y el C
2
H
2
(acetileno).
Por ejemplo, el hidrgeno, a una concentracin entre 4% hasta 75%volumen en aire forma
una mezcla que se inflamar en contacto con unafuente que le entregue la energa de
activacin necesaria. Debajo de laconcentracin inferior y encima de la concentracin
superior, lainflamacin no ocurrir.
Lmites de inflamabilidad para otros gases pueden verse en la tabla 3.
Gases
Lmites de Inflamabilidad
Inferior
[% vol gas/%
vol aire]
Superior
[% vol gas/%
vol aire]
H
2
4.0 75.0
CH
4
5.0 15.0
C
2
H
6
3.2 12.5
C
3
H
8
2.4 9.5
i C
4
H
10
1.8 8.4
n C
4
H
10
1.9 8.4
C
5
H
12
(pentano) 1.4 7.8
C
6
H
14
(hexano) 1.25 6.9
C
2
H
2
(acetileno) 2.5 81.0
C
6
H6 (benceno) 1.4 6.75
CO 12.5 74.2
NH
3
15.5 27.0
H
2
S 4.3 45.5
Tabla 3. Lmites de inflamabilidad de sustancias gaseosas
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3
3
2
2
1
1
100
L
C
L
C
L
C
L
+ +
=
Exposmetro de Gas
Un gas combustible, para arder, necesita estar mezclado homogneamente con aire. Es lgica
pensar que si la mezcla contiene poco gas no podr arder, lo mismo que si contiene poco aire.
Se llama lmite inferior de inflamabilidad a la mnima proporcin de gas en una mezcla aire-gas,
para que el gas arda. Se llama lmite superior de inflamabilidad a la mxima proporcin de gas
en una mezcla aire-gas para que el gas arda.
Si tenemos una mezcla aire-gas dentro de los lmites de inflamabilidad, no significa que el gas
arda espontneamente, sino que puede arder en presencia de una chispa o llama.
Para el hidrogeno (H) los lmites de inflamabilidad son 4.1 y 72.2% respectivamente. Esto
quiere decir que una mezcla de aire-hidrogeno que contenga ms del 4.1% y menos del 72,2%
de hidrogeno puede arder (vease esquema de la figura 2). En la tabla se han recopilado los
lmites de inflamabilidad de otros gases combustibles.
Una observacin interesante es que los gases tienen lmites de inflamabilidad muy diversos,
por ejemplo, el bueno tiene un margen muy estrecho 1,6 8.5% mientras que el monxido de
carbono tiene un margen muy amplio: 12.9 = 74.0%
Para conocer el lmite de inflamabilidad de una mezcla de gases dada, se puede aplicar la
regla de Le Chatelier-Coward.
Donde:
C
1
C
2
C
3
= concentraciones en % de los componentes.
L
1
L
2
L
3
= lmites de inflamacion de cada componente.
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*Representacin de los lmites de inflamabilidad hidrogeno( H
2
)
Tipo de gas %Limite inferior %Limite superior
Etano
Etileno
Butano normal
Isobutano
Hidrgeno
Propano
Monxido de carbono
Metano
3.2
2.75
1.6
1.9
4.1
2.37
12.9
5.3
12.5
28.6
8.5
8.5
72.2
9.5
74
14
6.7. TEMPERATURA DE INFLAMACIN - (PUNTO DE INFLAMACIN)
Temperatura ms baja a la cual un lquido combustible genera suficientevapor para formar
una mezcla inflamable con el aire a presin atmosfrica. Es decir es la temperatura
mnima para que sobre lasuperficie del lquido combustible se alcance el lmite inferior
deinflamabilidad.
Un gas combustible puro no puede arder por si solo necesita el comburente. Si tenemos
una mezcla de aire y gas inflamable (comprende dentro de los lmites de inflamabilidad),
para arder necesita tambin una temperatura mnima, que recibe el nombre de
temperatura de inflamacin.
Una vez iniciada la combustin, el calor desprendido mantiene la temperatura por encima
de la temperatura de inflamacin y la combustin prosigue espontneamente.
En la tabla se indican las temperaturas de inflamacin de algunos gases combustibles,
cuando se utiliza aire como comburente. Cuando se utiliza oxgeno puro directamente, las
temperaturas de inflamacin son menores.
Aclaraciones complementarias sobre los combustibles
Hemos visto que las caractersticas de los gases (densidad, poder calorfico, etc.)
dependen de la composicin de la mezcla y, a ttulo informativo, hemos dado las
caractersticas aproximadas de los gases ms corrientes.
6.8. TEMPERATURA DE IGNICIN- (PUNTO DE IGNICIN)
Temperatura ms baja a la cual un lquido combustible puede mantenersu combustin. La
temperatura de ignicin de una sustancia estasiempre sobre su temperatura de
inflamacin.
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Tipo de gas Lmite inferior% Lmite superior%
Etano
Etileno
Butano normal
Isobutano
*Hidrgeno
Propano
Monxido de carbono
Metano
3.2
2.75
1.6
1.9
4.1
2.37
12.9
5.3
12.5
28.6
8.5
8.5
72.2
9.5
74
14
TABLA : Limites de inflamabilidad de varios gases
7. LA LLAMA
La llama es la manifestacin visible y calorfica de la reaccin de combustin. En la prctica
existen distintos tipos de llama, en funcin de la mezcla entre el combustible y el
comburente.
En la figura se observa un mechero "bunsen", que es un quemador que tiene en su cuello un
dispositivo regulable, que permite la entrada de aire el cual se mezcla con el gas antes de su
combustin.
El aire que se mezcla con el gas antes de su combustin se llama aire primario (mezcla
previa) y el que toma la llama directamente del ambiente que la rodea, aire secundario (sin
mezcla previa).
Como quiera que el volumen de aire en una combustin es mucho mayor que el del gas
combustible es en ltimo trmino su control lo que define la forma y dimensiones de la llama.
7.1. TIPOS DE LLAMA
La cantidad de aire mezclada con el flujo de gas afecta la plenitud de lacombustin y de
la llama. Menor cantidad de aire produce una reaccin incompleta y ms fra, mientras
que un flujo de gas bien mezclado con aireprovee la cantidad de oxgeno suficiente para
producir una reaccin completa yms caliente. La entrada de aire puede ser controlada
abriendo o cerrando lasventanas de acceso de aire del quemador.
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Fig.2 Diferentes tipos de llama de un quemador Bunsendependiendo de la alimentacin
de aire. 1. ventana deaire cerrada. 2. ventana de aire media abierta. 3.ventana de aire
cerca de abertura completa.4. ventanade aire completamente abierta.
Si los agujeros de la ventana estn cerrados, el gas solo se mezclar con el aire
ambiental en el punto de combustin, esto es, solo a la salida del quemador. Esto reduce
el mezclado y produce una combustin incompleta, produciendo una llama fra, amarilla y
brillante. La llama amarilla es luminosa debido a pequeas partculas de holln
incandescentes. Cuando el quemador es regulado en la admisin de aire, produce una
llama caliente y azul casi invisible.
7.1.1. Llama sin Mezcla Previa (Llama Blanca)
Se trata de una llama de gran longitud pero de baja temperatura.
Se muestra de color amarillo, debido fundamentalmente a la presencia de
carbono libre que slo ha alcanzado la temperatura necesaria para ponerse
incandescente sin llegar a oxidarse.
7.1.2. Llama con Mezcla Previa (Llama Azul)
Al existir una mezcla previa entre el combustible y comburente, se obtienen llamas cortas
de color azulado y de alta temperatura.
En caso de que el comburente incorporado no sea suficiente para garantizar la
combustin completa, se produce una segunda zona de llama incolora, dando lugar a un
penacho que recubre la anterior.
7.2. VELOCIDAD DE PROPAGACIN DE LA LLAMA
La velocidad de propagacin de la llama es la velocidad a la cual se produce la
combustin de la mezcla aire-gas que sale por el quemador, y se mide en cm/s. Segn
va saliendo la mezcla inflamable por la cabeza del quemador, el frente de llama va
avanzando y quemando la mezcla.
Este es un aspecto de extraordinaria importancia para la estabilidad de la llama, tal y
como se ver en el apartado 4.5.
La velocidad de propagacin o avance de la llama depende de:
- la proporcin entre el combustible y el comburente con que se realiza la mezcla previa
(denominada tasa de aireacin primaria).
- las caractersticas del gas.
- las caractersticas del comburente. Los gases no combustibles como el nitrgeno
presente en el aire ambiente disminuyen la velocidad de propagacin, al contrario
que los gases combustibles como el hidrgeno que la aumentan.
- la temperatura de la mezcla. A medida que aumenta la temperatura de la mezcla,
aumenta la velocidad de propagacin.
7.3. ESTABILIDAD DE LA LLAMA
Para que la llama quede adherida al quemador, debe existir un equilibrio entre la
velocidad de salida de la mezcla combustible por el quemador y la velocidad de avance
de la llama.
La inestabilidad de la llama se produce por:
- Aumento de la velocidad de salida de la mezcla aire-combustible en relacin a la
velocidad de avance de la llama hasta un lmite que pueda producir un despegue o
desprendimiento de la llama.
- Disminucin de la velocidad de salida de la mezcla aire-combustible en relacin a la
velocidad de avance de la llama hasta un lmite que pueda producir un retroceso de
la llama.
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Este ltimo fenmeno suele ser frecuente en gases con alto contenido en
hidrgeno, debido a su alta velocidad de propagacin de llama.
7.4. COLOR DE LA LLAMA
En una combustin completa, con correcta regulacin de gas y de aire, la llama debe
presentar un penacho casi transparente, y en el centro del cual un cono azul o azul
verdoso, segn el gas, y estable.
Si cerramos totalmente la entrada de aire primario, veremos que la llama adquiere un
color rojo-blanco. Esto es debido a que la combustin es incompleta ya que el aire que
toma del ambiente que la rodea no es suficiente para el volumen del gas que sale por el
quemador. Esta llama se denomina llama blanca debido a su color.
A medida que aumentamos la entrada de aire primario la llama se vuelve de color azul y
estable, lo cual nos indica que la combustin se vuelve ms completa. Esta llama se
denomina llama azul debido a su color.
La llama azul tiene indudables ventajas frente a la llama blanca , pues en los
quemadores de llama azul pueden consumirse, de forma ptima, grandes
caudales de gas, y la temperatura que se alcanza es superior a la lograda en un
quemador de llama blanca.
Ventajas Inconvenientes
Llama blanca Gran longitud, a veces
necesaria.
Menor temperatura. Produce hollin
al contacto con paredes fras.
Llama azul Mayor temperatura. No
produce hollin. Se puede
concentrar la fuente de
calor.
La entrada de aire primario debe ser
bastante precisa, para que no se
produzca el desprendimiento o
retroceso de la llama.
8. PROBLEMAS
1. Se dispone de 54 gramos de aluminio. P.A. (Al) = 27.
Calcule el nmero de moles de Al
Calcule el nmero de tomos de Al
a) 2 y 1.204 x 10
24
b) 2 y 1.204 x 10
23
c) 2 y 12.04 x 10
24
d) 3 y 6.022 x 10
23
e) 3 y 1.204 x 10
23
2. Considere la molcula del perxido de hidrogeno H
2
O
2
.P.A. (H) =1, P.A. (O) =16.
Cuntas molculas hay en 34 gramos de H
2
O
2
?
Cuntos tomos de H hay en 34 gramos de H
2
O
2
?
a) 12.04 x 10
23
y 12.04 x 10
23
b) 12.04 x 10
23
y 24.08 x 10
23
c) 6.022 x 10
23
y 12.04 x 10
23
d) 6.022 x 10
23
y 18.06 x 10
23
e) 6.022 x 10
23
y 3.011 x 10
23
3. Cuntos moles de sulfuro de sodio (Na
2
S), corresponden a 2.71 x 10
24
molculas de
sulfuro de sodioPA (Na) = 23, PA (S) = 32
a) 4.5 b) 2.2 c) 9.0 d) 3.5 e) 7.2
4. Una aleacin que contiene hierro (54.7% en masa), nquel (45.0 %) y manganeso (0.3%)
tiene una densidad de 8.17 gramos sobre cm
3
. Cuntas moles de hierro hay en un
bloque de aleacin que mide 10cm x 20cm x 15cm?
PA (Fe) = 55.8
a) 24 027 b) 240.3 c) 803.0 d) 8.0 e) 3.5
5. Cuntos tomos de oxgeno hay en 0.10 moles de Ba(NO
3
)
2
?
a) 0.602 x 10
23
b) 6.022 x 10
23
c) 1.806 x 10
23
d) 3.61 x 10
23
e) 3.61 x 10
23
6. El CO reacciona a altas temperaturas con vapor de agua para dar origen a dixido de
carbono e hidrgeno de acuerdo a la siguiente reaccin:
CO(g) + H
2
O(g) CO
2
(g) + H
2
(g)
7. Si se dispone de 100 g de CO, Cuntos gramos de H
2
se producen?
PA (C) = 12, PA (O) = 16, PA (H) = 1
QUMICA APLICADA
Tcnico Instalador de Gas Natural para Residencias y Comercios 47 de 47
Cdigo INSC0512
a) 1 400 b) 14.28 c) 64.30 d) 7.14 e) 23.50
8. La hidroxilamina se descompone a altas temperaturas segn la siguiente reaccin:
NH
2
OH(g) H
2
(g) + N
2
O(g) + O
2
(g)
9. Si inicialmente se dispone de 360 gramos de hidroxilamina. Cuantos gramos de N
2
O se
producenP.A. (N) = 14, P.A. (O) = 16, P.A. (H) = 1
a) 270.0 b) 240.0 c) 540.0 d) 122.0 e) 480.0
10. La esfalerita es un mineral de sulfuro de zinc (ZnS) y una fuente importante del metal
zinc. El primer paso en el procesamiento de la mena consiste en calentar el sulfuro con
oxgeno para obtener xido de zinc ZnO, y dixido de azufre, SO
2
Cuntos kilogramos
de gas oxgeno se combinan con 5.00 kg de sulfuro de zinc en esta reaccin? P.A.
(Zn) = 65.3, P.A. (S) = 32
ZnS + O
2
ZnO + SO
2
a) 2.46 b) 1.67 c) 4.92 d) 3.25 e) 8.32
11. Cuando reacciona el CO
2
con el H
2
O a altas temperaturas, se produce metanol y
oxgeno de acuerdo al siguiente esquema:
CO
2
(g) + H
2
O(g) CH
3
OH(g) + O
2
(g)
12. Si inicialmente se colocan 52.8 gramos de CO
2
y 36,0 gramos de H
2
O. Qu volumen,
en CNPT de O
2
se producir en la reaccin? PA (C) = 12, PA (O) = 16, PA (H) = 1
a) 33.6 b) 11.2 c) 59.7 d) 20.2
13. El cloruro de aluminio (AlCl
3
), se utiliza como catalizador en diversas reacciones
industriales y se prepara a partir del cloruro de hidrgeno gaseoso y viruta de aluminio
metlico. Considerando que un vaso de reaccin contiene 0.15 mol de Al y 0.35 mol de
HCl.
Al(s) + HCl(g) AlCl
3
(s) + H
2
(g)
14. Calcule cuantos moles de AlCl
3
se pueden preparar a partir de esta mezcla?
a) 1.05 b) 0.25 c) 0.16 d) 0.35 e) 0.12
15. Qu ocurrira si se hacen reaccionar 8.5 moles de cloro y 6.4 moles de aluminio para
formar cloruro de aluminio?
Al(s) + Cl
2
(g) AlCl
3
El reactivo limitante es el aluminio.
Sobran 0.73 moles de cloro.
Se forman como mximo 4.67 moles de cloruro de aluminio.
Sobran 0.73 moles de aluminio.
16. Qu ocurrir si se hacen reaccionar 0.2 moles de HCl con 0.2 moles de zinc para
producir gas hidrgeno?
HCl + Zn ZnCl
2
+ H
2
El reactivo limitante es el zinc.
Sobran 0.1 moles de HCl .
Se forman 0.2 moles de hidrgeno.
Sobran 0.1 moles de zinc.