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• yojana

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Se desea desalinizar agua de mar por osmosis inversa. A) Empleando el esquema que se indica en la figura determinar:

1)La tasa de eliminación de salmuera de desecho (B). 2)La velocidad de producción de agua desalinizada (D). 3)La fracción de la salmuera que sale de la celda de osmosis que recicla. B) Suponiendo que el agua de mar es una disolución acuosa 0,2 molar de ClNa totalmente disociado, a una temperatura de 20ºC, calcule: 1) La presión mínima que debe ejercerse para producir ósmosis inversa. 2) La energía mínima necesaria para potabilizar por ósmosis inversa 1.000 litros de agua. RESOLUCION: A)

BALANCE DE MASA EN EL SISTEMA: 𝐹1 ∗ 𝑋𝑠𝑎𝑙,1 = 𝐹4 ∗ 𝑋𝑠𝑎𝑙,4

→

𝐹4 =

(1000) ∗ (0.031) = 590.462𝑙𝑏/ℎ 0.0525

EL BALANCE DE MASA GLOBAL DEL SISTEMA: 𝐹1 = 𝐹3 + 𝐹4

→

𝐹3 = 1000 − 590.462 = 409.5238

𝑙𝑏 ℎ

EL BALANCE DE MASA DE SAL EN EL MEZCLADOR: 𝐹1 ∗ 𝑋𝑠𝑎𝑙,1 + 𝐹5 ∗ 𝑋𝑠𝑎𝑙,5 = 𝐹2 ∗ 𝑋𝑠𝑎𝑙,2 BALANCE DE MAZA GLOBAL EN EL MEZCLADOR: 𝐹1 + 𝐹5 = 𝐹2 ENTONCES: 𝐹1 ∗ 𝑋𝑠𝑎𝑙,1 + 𝐹5 ∗ 𝑋𝑠𝑎𝑙,5 = (𝐹1 + 𝐹5 ) ∗ 𝑋𝑠𝑎𝑙,2 𝐹5 =

𝐹1 ∗ (𝑋𝑠𝑎𝑙,2 − 𝑋𝑠𝑎𝑙,1 ) (1000) ∗ (0.04 − 0.031) = = 99.2 𝑙𝑏/ℎ (𝑋𝑠𝑎𝑙,5 − 𝑋𝑠𝑎𝑙,2 ) (0.0525 − 0.04))

BALANCE DE MASA GLOBAL EN EL DIVISOR: 𝐹4 + 𝐹5 = 𝐹6 = 590.4762 + 99.2 = 689.6762 𝑙𝑏/ℎ ENTONCES LA FRACCION DE SAL MUERA QUE RECIBE ES: 𝐹5 99.2 = = 0.1438 𝐹6 689.6762

B) 1) Vamos a utilizar la ecuación de Van't Hoff, que describe el fenómeno osmótico, recordando que el cloruro de sodio -sal común de mesa- se disocia en dos al entrar en solución acuosa: ión Cl- e ión Na+. El índice de disociación será i = 2. π = i. c. R. T π = 2. 0,2 mol/L. 0,082 L.atm/K.mol. 293 K π = 9,6 atm 2) La energía necesaria es igual al trabajo que nos proponen: E = W = P V = 1.000 L. 9,6 atm E = 9.600 L.atm