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• Angelo Jose

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TALLER 1 . CORTE 3 . TECNOLOGIA 1

El ingeniero encargado de las compras en la Compañía necesita de su ayuda para tomar la decisión sobre la rentabilidad del proceso de producción de permanganato de potasio. Para la producción de permanganato de potasio utiliza como reactivos KOH, MnO2 , O2 , Cl2 que al mezclarlos en un reactor dan como producto principal KMnO4 y como subproductos KCl y H2O. Al interior del reactor se desarrolla la siguiente reacción química KOH + MnO2 + O2 + Cl2 → KMnO4 + KCl + H2O. El Ingeniero en el mercado dispone de los siguientes reactivos en las siguientes presentaciones y valores: KOH valor por gramo $ 98, MnO 2 valor por gramo $ 485, O2 valor por gramo $ 385 y Cl 2 valor por gramo $ 267 Si el reactor se alimenta con 450 g/h de KOH, 345 g/h de MnO 2 g/h, 850 g/h de O2 y XXX g/h de Cl2 XXX corresponden a los tres últimos dígitos de su documento de identidad. El precio de venta de KMnO4 es de $ 99/g, el de KCl es de $ 95/g y el del H2O $ 34/g. Por favor justifique su recomendación al ingeniero Solución

ANGELO MARTINEZ

2903802

Cedula: 1.001.189.148

1 . Identifique la información suministrada

COMPUESTO KOH MnO2 O2 Cl2

CANTIDAD 450 gramos 345 gramos 850 gramos 148 gramos

PRECIO DE COMPRA $98 $485 $385 $267

2.Realize un diagrama 850 gramos O2 450 gramos KOH 345 gramos de MnO2 Xxx gramos de

KMnO4

Xxx gramos de KCl

148 gramos de Cl2

Xxx gramos de H2O Reactivo limite y exceso no reacciona 3.Revise la reacción química que se lleva

acabo

KOH + MnO2 + O2 + Cl2 → KMnO4 + KCl + H2O 4.Realice cálculos estequiométricos. 4KOH + 2MnO2 + O2 + Cl2 → 2KMnO4 + 2KCl + 2H2O  

Calcule pesos moleculares

COMPUESTO KOH

PESO MOLECULAR 56.105

MnO2 O2 Cl2 KMnO4 KCl H2O

86.936 31.998 70.906 158.034 74.551 18.015

Calcular Reactivo limite y Reactivo en exceso 850 gr O2 ( 1 mol O2 / 31.998 gramos O2 ) = 26.56 mol O2 / 1 mol de O2 = 26.56 450 gr KOH ( 1 mol KOH / 56.105 gramos KOH) = 8.02 mol KOH / 4 mol de KOH = 2.005 KOH 345 gr MnO2 ( 1 mol MnO2 / 86.936 gramos MnO2 ) = 3.968 mol MnO2 / 2 mol MnO2 = 1.984 148 gr Cl2 ( 1 mol Cl2 / 70.906 gramos Cl2 ) =2.087 Cl2/ 1 mol Cl2 = 2.087

REACTIVO LIMITE = MnO2 =1.984 REACTIVO EN EXCESO O2 = 26.56 KOH = 2.005 Cl2 = 2.087



Cálculos con reactivo limite (Cantidad producida)

345 gramos de MnO2 (1 mol MnO2 / 86.936 gramos MnO2)(2 mol KMnO4/ 2 mol MnO2 ) ( 158.034 gramos KMnO4 /1 mol KMnO4) = 627.147 gramos KMnO4

345 gramos de MnO2 (1 mol MnO2 / 86.936 gramos MnO2)(2 mol KCl/ 2 mol MnO2 )( 74.551 gramos KCl /1 mol KCl) = 295.850 gramos KCl

345 gramos de MnO2 (1 mol MnO2 / 86.936 gramos MnO2)(2 mol KMnO4/ 2 mol H2O)( 18.015 gramos H2O /1 mol H2O) = 71.491 gramos H2O En exceso que no reacciona

345 gramos de MnO2 (1 mol MnO2 / 86.936 gramos MnO2)(4 mol KOH / 2 mol MnO2)( 56.105 gramos KOH /1 mol KOH) = 445.298 gramos KOH que reaccionan Cantidad KOH que no reacciona 450 gramos KOH – 45.298 gramos KOH que reaccionan = 4.702 gramos KOH que no reaccionan. En exceso que no reacciona

345 gramos de MnO2 (1 mol MnO2 / 86.936 gramos MnO2)(1 mol O2 / 2 mol MnO2)( 31.998 gramos O2 /1 mol O2) = 63.491 gramos O2 que reaccionan Cantidad O2 que no reacciona 850 gramos O2 – 63.491 gramos O2 que reaccionan = 786.509 gramos O2 que no reaccionan En exceso que no reacciona

345 gramos de MnO2 (1 mol MnO2 / 86.936 gramos MnO2)(1 mol Cl2 / 2 mol MnO2)( 70.906 gramos Cl2 /1 mol Cl2) = 140.692 gramos Cl2 que reaccionan Cantidad Cl2 que no reacciona 148 gramos Cl2 – 140.692 gramos Cl2 que reaccionan = 7.308 gramos Cl2 que no reaccionan

5.Comparacion entre corrientes de entrada y salida

COMPUESTO KOH MnO2 O2 Cl2 KMnO4 KCl H2O TOTAL

CANTIDAD 450 345 850 148

CANTIDAD 4.702 786.509 7.308 627.147 295.850 71.491 1793.007

1793

6.DETERMINAR SI EL PROCESO ES RENTABLE O NO

Compuesto

Cantidad Inicial

Precio compra

Valor

Materia prima

Materia prima

KOH MnO2

450 345

$98 $485

44,100 167,325

4.702

O2 Cl2 KMnO4 KCl H2O TOTAL

850 108

$385 $267

327,250 28,836

786.509 7.308 627.147

Materia Prima

Cantidad de productos generados

295.850 1753

567,511

71.491 1753.005

Precio venta producto terminado

Valor producto terminado

$99 $95 $34

62,087.53 28,105.75 2,430.694 92,623.974

Conclusión: Esta operación no es rentable para nada pues el costo de la materia prima corresponde a $567,511, mientras que el valor de ventas producto obtenido es $92,623.974 respectivamente, generando perdidas de $474,887.026.