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• Brayan Espinoza Aguirre

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL

Especialidad de Ingeniería de Higiene y Seguridad Industrial

PROBLEMAS DE FISICOQUIMICA Integrantes: 

Huarhuachi Zorrilla Ana Lucia Código: 20192267E



Castillo Callupe Manuel Angel Código: 20192248K

1) El proceso Deacon puede invertirse y en esta forma obtener HCl a partir de Cl 2 y vapor de

agua, mediante la eliminación del O2 formado utilizando coque caliente de acuerdo con la siguiente reacción: 2Cl2 + 2H2O + C  4HCl + CO2 Si el análisis del cloro gaseoso de celda es: 90% de Cl 2 y 10% de aire y este gas se mezcla con 5% de exceso de vapor de agua, pasando la mezcla a través de un lecho de coque a 900°C, la conversión de Cl2 será del 80%, pero todo el O2 del aire reaccionará. Calcular la composición de los gases de descarga del convertidor, suponiendo que no hay formación de CO y su volumen si se encuentra a una presión de 2 atm y 40°C a partir de 100 moles de Cl2.

2) Una mezcla de aire –gasolina residual al salir del carburador de un automóvil tiene octano, en

tal proporción que su presión es 0,0655 atm, la mezcla se halla a 122°F y 0,81 atm. Determinar: a. El peso de aire por cada libra de combustible. b. La mezcla residual es conveniente para una nueva combustión completa.

3) Se hace ingresar una mezcla de etano y propano (1:4) a un quemador, combustionando con

20% de aire en exceso, precalentado a las condiciones de 1,2 atm, 80°C. Si 70 % del etano llevo a cabo una combustión completa y el propano 50% combustión completa y 50% combustión incompleta. Por 100 moles de mezcla determinar: a) Volumen del aire precalentado que ingresa. b) Volumen del humos de combustión si la presión 1,1 atm y Temperatura 550°C.

4) Para la producción de abonos, es necesario producir amoniaco según un proceso catalítico. Se

lleva la reacción con nitrógeno al 60% de pureza e Hidrógeno al 75% de pureza. El proceso tiene un rendimiento del 45%. El amoniaco se obtiene como una disolución de concentración igual al 30% en masa. En un proceso se han introducido en el reactor 80 kg de nitrógeno y 20 kg de hidrógeno. Calcule. a. La masa de la solución de NH3 b. La producción de NH3 en m3 a 130°C y 3 atm.

5) Se tiene un mineral que presenta la siguiente composición en peso: Cu: 50,0%, S: 33,6%% y

16,4 % de material inerte. El mineral se quema con un 100% de exceso de aire, para quemar todo el Cobre a CuO y todo el azufre a SO 2. Supóngase que se ha oxidado el 10% a SO3. Los gases formados pasan a un convertidor, donde se oxida el 95 % de SO 2 a SO3. Calcular para 10 kilogramos de mineral a. El volumen del aire en m 3 que ingresa al quemador si se colocó en un 20% en exceso y se se encuentra a 1 atm, 25 °C b. El flujo de los gases (L/hora) a la salida del convertidor si la presión es 1,1 atm y la temperatura 60°C.

6) Se alimenta alcohol líquido, (densidad = 0,799 Kg/m3) a velocidad de 200 m3/min a una cámara

con calentamiento, donde se evapora, incorporándose a una corriente de nitrógeno. El gas fluye a una velocidad medida de 419 m3 (TPE)/min. Los gases combinados se comprimen después hasta una presión total de 6,3 atm (manométricas) a una temperatura de 325°C. La presión parcial del alcohol en esta corriente es 501 mm Hg. a. ¿Cuál es la composición molar de la corriente que sale del compresor? b. ¿Cuál es la velocidad de flujo volumétrico del nitrógeno que entra al evaporador, si la temperatura y la presión de esta corriente son 27°C y 475 mm Hg manométricos.

7) El sulfato de aluminio se puede obtener haciendo reaccionar mineral bauxita triturada con ácido

sulfúrico de acuerdo a la ecuación siguiente: Al2O3 + H2SO4  Al2 (SO4)3 + 3H2O  El Mineral de bauxita contiene 55,4% en peso de óxido de aluminio, el resto son impurezas.  La solución de ácido sulfúrico es al 77,7%  Se produce 1798 lb de sulfato de aluminio a. Masa del ácido sulfúrico utilizado, si la reacción tiene una eficiencia del 80% b. Composición final si los reactantes y productos son sólidos. c. Se calienta y se logra evaporar toda el agua que va a un recipiente a 1,5 atm y 50 ° C. Determine el volumen del recipiente.

8) Se produce metano a partir de la reacción: CO2(g) + 4H2(g)  CH4(g) + 2H2O(g),

paralelamente se da la reacción: CO2 (g) + H2(g)  CO(g) + H2O (g). Si el análisis de los gases que salen del reactor es CO2 57,1 %, H2 41,1%, CH4 = 1,68 y CO 0,12% en volumen en base seca. A partir de 100 moles de una mezcla de CO 2 e hidrógeno. Calcular el volumen de los gases a la salida del reactor, si la temperatura es 450°C y la presión es 1,15 atm

9) El amoniaco

se utiliza como abono, se ha aplicadomediante rociadores,50 kg de Nitrógeno/hectárea. Para su manejo y transporte, el amoníaco, debido a su naturaleza gaseosa, debe ser comprimido hasta estado líquido para su uso. Al terminar de difundir el NH3(L) por medio de un tanque cisterna de 3,4 m 3, queda NH3(g), si el manómetro marca 17,6 atm y la temperatura es 30°C. Determine la masa total de NH3. Pc = 111.3atm Tc = 405,4K Vc (molar) = 0,234Kg/L

10) Se desea producir HCl(g) a partir de Cl 2 (g) y vapor de agua, mediante la siguiente reacción

en convertidor: 2Cl2(g) + 2H2O(v) + C(s)  4HCl(g) + CO2(g) El cloro gaseoso tiene la composición molar: 90% de Cl 2 y 10% de aire y este gas se mezcla con vapor de agua, que se encuentra en un 5% en exceso, pasando la mezcla a través de un lecho de coque a 900°C, la conversión de Cl2 será del 70%, pero todo el O2 del aire reaccionará. Finalmente los gases se enfrían a 60°C, si no hay formación de CO. a. Calcular el volumen de los gases de salida, si se encuentra a 2 atm y 60°C. b. Calcular la presión parcial de los gases de salida.

11) Se desea producir etileno, para ello se coloca en el reactor (50 litros) 80 moles de metanol,

paralelo a la obtención del etileno se obtiene propileno. Las siguientes reacciónes son: (donde todas las sustancias se encuentran en estado gaseoso) 2CH3OH  C2H4 + 2H2O 3CH3OH  C3H6 + 3H2O Si se produce 2.4 mol C 2H4 por mol C3H6 y se utilizó el propileno. Determine

16% en la obtención del

a. Composición Molar al final del proceso. b. La presión en el reactor, si la temperatura es de 320 K.

12) Se tiene   amoniaco en un tanque de 50 litros a una presión de 10 atm, T = 35°C. se requiere

adicionar el amoniaco que se encuentra en 16 cilindros de 12 litros a 35°C y presión de 2,3 atm, . a. Calcule si todo el amoniaco puede ser transferido al tanque de 50 litros, si su presión de seguridad es 22 atm cuando la temperatura es de 35°C. b. Si no se puede transferir todo el amoniaco, que porcentaje recomienda trasferir.          TC = 405,6K     Pc = 111.3 atm      V´ C = 72,5 cm3/mol.