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    Problemario 2. Balance de Materia y Energiì-A

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    Este documento presenta conceptos clave sobre balances de materia con reacciones químicas, incluyendo estequiometría, coeficientes estequiométricos, reactivos limitantes y en exceso, grado de conversión, rendimiento y selectividad. También presenta ejemplos numéricos de cálculos involucrando estas cantidades y conceptos para varias reacciones químicas industriales.

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    Este documento presenta conceptos clave sobre balances de materia con reacciones químicas, incluyendo estequiometría, coeficientes estequiométricos, reactivos limitantes y en exceso, grado de conversión, rendimiento y selectividad. También presenta ejemplos numéricos de cálculos involucrando estas cantidades y conceptos para varias reacciones químicas industriales.

    Descripción original:

    Balance de Materia y Energía

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    UNIDAD 2 PARTE (B).

    BALANCES DE MATERIA
    CON REACCIN QUMICA
    Dra. Denys Kristalia Villa Gmez
    2.1

    Defina el concepto de estequiometra

    2.2 Qu es un coeficiente estequiomtrico?


    2.3 Defina proporcin estequiomtrica
    2.4 Qu es el reactivo limitante?
    2.5 Qu es el reactivo en exceso y cmo se calcula?
    2.6 Calcular el reactivo limitante y el reactivo en exceso de la siguiente reaccin.
    BaCl2 + Na2SO4

    BaSO4 + 2 NaCl

    Si se alimentan al reactor 50 moles/h de cloruro de bario y 25 moles/h de sulfato de sodio.


    2.7 Defina grado de conversin
    2.8 Defina el concepto de rendimiento
    2.9 Defina Selectividad
    2.12 Defina grado de avance de la reaccin.
    2.13 Defina exceso de aire.
    Problemas
    La reaccin total para la conversin microbiana de la glucosa al cido Lglutmico es:
    C6H12O6 + NH3 + 2/3 O2 C5H9NO4 + CO2 + 3 H2O
    Qu masa de oxgeno se requiere para producir 15 g de cido glutmico?
    La reaccin entre el etileno y el bromuro de hidrgeno se efecta en un reactor continuo con la reaccin.
    C2H4 + HBr

    C2H5Br

    El flujo de productos se analiza y se encuentra que contiene 50% mol de C 2H5Br, 33% mol de HBr. La
    alimentacin del reactor contiene slo etileno y bromuro de hidrgeno. Calcular:
    a) La conversin del reactivo limitante.
    b) El porcentaje de exceso del reactivo en exceso.
    2

    C2H4

    HBr

    REACTOR

    50% mol C2H5Br


    33% mol HBr
    17% mol C2H4

    En el proceso Deacon para la fabricacin de cloro reaccionan HCl y O2 para formar Cl2 y H2O, mediante la
    reaccin.

    4 HCl

    O2

    2 Cl2

    2 H 2O

    El reactor se alimenta con suficiente aire para proporcionar 25 % de O2 en exceso. Si la conversin de HCl
    es de 70 %,calcular las fracciones molares de los componentes del flujo a la salida

    Cl2
    HCl

    H2O

    REACTOR

    HCl
    O2

    O2

    25% Exceso

    El proceso simplificado para la produccin de trixido de azufre se muestra en el diagrama siguiente.


    SO2
    O2
    N2
    Azufre

    Aire

    QUEMADOR

    CONVERTIDOR

    SO3
    5

    SO2
    O2
    N2

    El azufre lquido se alimenta al quemador con 100% de aire en exceso respecto a su conversin a dixido de
    azufre, la cual alcanza una conversin de 90% para el reactivo limitante.
    La corriente gaseosa de descarga del quemador pasa directamente al convertidor cataltico donde se
    alcanza 85% de conversin para la formacin de trixido de azufre a partir del dixido de azufre.
    Determinar las composiciones molares de las corrientes de salida del quemador y del convertidor
    considerando que entran 752.4 kgmol/h de aire y las reacciones que se llevan a cabo son:

    S + O2
    SO2 + O2

    SO2 ( R1 )
    SO3.. ( R2 )

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