PROBLEMAS de Balance
PROBLEMAS de Balance
PROBLEMAS de Balance
FACULTAD DE INGENIERIA
CÒDIGO : 2015-120019
TACNA - PERÙ
2018
PROBLEMAS
1. La reducción de mineral Hematita con coque en un alto horno para la producción de arrabio
que constituye la primera etapa de la producción de acero, que tiene la siguiente reacción:
BTU
Fe2O3 s C s FeS CO g H r 313, 8
lb mol
Aun cuando muchas reactivos y productos producen otros procesos. Estimar las necesidades
de calor para el alto horno por tonelada de hierro producido, considerando los datos
siguientes.
BTU
Cp Fe fundido 8 15
lb mol º F
SOLUCIÓN:
ˆ
HTotal H reacción H productos H reac tan tes
T2
H CO Cp dt
T1 CO
La capacidad calorífica del CO en el intervalo de temperatura de 77 °F a 570 °F es:
BTU
CpCO 6 865 0 8024 10 3 T 0 7367 10 7 T 2
lb mol º F
3
5703 77 3
BTU
H CO 10523 638
lb mol
T2
H Fe Cp dT H f nCpFe fundido T
T1 Fe
BTU
Cp Fe 5 90 1 50 10 3 T
lb mol º F
2 5 90 1 50 10 3 T dT 2 6496 2 8 15 2800 2700
2700º F
H Fe
77 º F
1 50 103
H Fe 2 5 90 2700 77
2
2700 2 77 2 2 6496 2 8 15 2800 2700
BTU
H Fe 56499 507
lb mol
Remplazando en la ecuación
ˆ
HTotal H reacción H productos H reac tan tes
2. La mayor parte del Cloro que se produce en moles se obtiene a través de la electrolisis de la
salmuera cuya reacción es la siguiente:
1 1
NaCl aq H 2O l H2 g Cl2 g NaOH aq
2 2
Se desea determinar:
a) Los calores normales de formación del NaCl y del NaOH acuoso y luego el calor normal
de reacción de electrolisis de la salmuera, como dato se tiene que el calor normal de
solución del NaCl
kJ
H solNaCl 4 87
mol
b) Calcular la energía en KW-h requerida para producir 1000 kg NaCl acuoso.
SOLUCIÓN
a) Los calores normales (25ºC) de formación son :
kJ
NaCl aq : 411 00
mol
kJ
NaOH aq : 426 726
mol
kJ
H 2O l : 285 84
mol
kJ
H2 g : 0 000
mol
kJ
Cl2 g : 0 000
mol
ˆ
HTotal H reacción H productos H reac tan tes
kJ kJ
reacción 0 00 0 00 426 726 productos 411 00 285 84 reac tan tes
ˆ
HTotal H
mol mol
kJ kJ kJ
HTotal 4 87 0 00 0 00 426 726 productos 411 00 285 84 reac tan tes
mol mol mol
kJ
HTotal 274 984
mol NaCl
b) la energía en KW-h requerida para producir 1000 kg NaCl es:
H disol H f H soluc
H NaCl disol 411,15 4,87
H NaCl disol 406, 28
700°C NO
NO2
700°C O2 REACTOR
Temperatura de referencia 700°C
Q H salida H entrada H reacción
T 700 700
Q 2molesNO2 Cp dT 2molesNO Cp dT 1molO2 Cp dT H reacción
700 NO2 700 NO 700 O2
T
Q 2molesNO2 Cp dT H reacción
700 NO2
0 2molesNO2 36,07(T 700) 1,985 102 (T 2 700 2 ) 0,96 10 5 (T 3 7003 ) 1,9675 104 (T 4 7004 ) H reacción
0 2molesNO2 36,07T 1,985 102 T 2 0,96 105 T 3 1,9675 109 T 4 25262,89 H reacción