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    8 Balance de Masa Con Reaccion Quimica

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    johana alejandra
    Este documento explica los conceptos fundamentales de la estequiometría química, incluyendo la ecuación química balanceada, la relación estequiométrica, el reactivo limitante, el reactivo en exceso, el porcentaje en exceso y el porcentaje de conversión. Proporciona ejemplos para ilustrar cómo calcular estas cantidades para reacciones químicas específicas.

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    8 Balance de Masa Con Reaccion Quimica

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    Este documento explica los conceptos fundamentales de la estequiometría química, incluyendo la ecuación química balanceada, la relación estequiométrica, el reactivo limitante, el reactivo en exceso, el porcentaje en exceso y el porcentaje de conversión. Proporciona ejemplos para ilustrar cómo calcular estas cantidades para reacciones químicas específicas.

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    8 BALANCE DE MASA CON REACCION QUIMICA

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    BALANCE DE MASA CON

    REACCIÓN QUÍMICA
    Reacción química: es la transformación molecular de
    los reactantes en otras sustancias completamente
    distintos, con propiedades, características diferentes.
    La reacción química se puede representar a través de
    la siguiente ecuación química:

    4Fe + 3O2 2Fe2O3


    Estequiometria: es la relación entre los coeficientes en la
    ecuación balanceada; esta relación puede emplearse como
    factor de conversión para calcular la cantidad de algún
    reactivo (o producto) determinado que se consume (o
    produce) dada una cantidad de otro reactivo o producto que
    participa en la reacción. Por ejemplo.

    SO2 + O2 SO3

    Ejemplo, se va a producir 1600 Kg/h SO3, calcular la cantidad de


    O2 requerido.
    Considerar la siguiente reacción
    C4H8 + O2 CO2 + H2O

    1. ¿Está balanceada la ecuación estequiométrica?


    2. ¿Cuál es el coeficiente estequiométrico del CO2?
    3. ¿Cuál es la relación estequiométrica de H2O y O2? (Incluya
    unidades.)
    4. ¿Cuántas lb-mol de O2 reaccionan para formar 400 lb-mol
    de CO2? (Use una ecuación dimensional.)
    5. Se alimentan 100 mol/min de C4H8 al reactor, y 50 %
    reacciona. ¿Cuál es la velocidad de formación de agua?
    Reactivo limitante: es aquel que se consume en su
    totalidad, si la reacción llega al 100 %; en otras palabras
    el reactivo que está en la cantidad estequiométrica más
    pequeña. Por ejemplo:

    A + 2B C + 2D

    Tenemos 100 moles de A y 300 moles de B inicialmente,


    determinar el reactivo limitante.
    Reactivo en exceso (RE): es el reactivo que se encuentra
    presente en mayor cantidad con respecto a la cantidad
    estequiométrica requerida.

    RE = moles alimentados - moles estequiometricos

    Porcentaje en exceso: es el exceso del reactivo, expresado en


    porcentaje.

    𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜𝑠 −𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑠𝑡𝑒𝑞𝑢𝑖𝑜𝑚𝑒𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜𝑠


    % 𝑅𝐸 = * 100
    𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑠𝑡𝑒𝑞𝑢𝑖𝑜𝑚𝑒𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜𝑠
    La hidrogenación de acetileno para formar etano:
    C2H2 + H2 C2H6
    se alimenta a un reactor 20 kmol/h de acetileno y 50 kmol/h de
    hidrógeno. Determinar el porcentaje en exceso.
    Porcentaje de conversión: es la relación entre la cantidad que
    reacciona y la cantidad que se alimenta del reactivo limitante.

    𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑞𝑢𝑒 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑛


    % 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 =
    𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜𝑠

    Ejemplo: Si se alimenta 100 moles de un reactivo y reaccionaron


    90 moles, la fracción de conversión es 0,90 (% conversión es 90
    %) y la fracción sin reaccionar es 0,10.
    La oxidación del etileno para producir óxido de etileno ocurre
    según la ecuación
    C2H4 + O2 C2H4O
    La alimentación al reactor contiene 100 kmol de C2H4 y 100 kmol
    de O2.

    1. ¿Cuál es el reactivo limitante?


    2. ¿Cuál es el porcentaje en exceso del otro reactivo?
    3. Si la reacción procede hasta completarse, ¿cuánto quedará del
    reactivo en exceso, cuánto C2H4O se formará?
    4. Si la conversión del reactivo limitante es 50 %, ¿cuánto
    quedará al final de cada reactivo y producto?

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