PROCESOS QUIMICOS

332569_ 13

PRESENTADO POR:

JAVIER PINZON GUERRERO COD: 74082027

JHON FREDY ALDANA

74082381

ANDRES FELIPE ROMERO 71389477

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA

CEAD ZIPAQUIRA

2013

INTRODUCCION

Los procesos químicos es una rama de la Química utilizada en ciencias,

Tecnologías, Ingenierías e Investigación, ya que a través de esta se diseñan,

emplean y desarrollan diversas habilidades y competencias.

La realización de este trabajo como reconocimiento es poner en práctica lo visto

anteriormente en la química y termodinámica, desarrollando ejercicios en el grupo

colaborativo propuestos en la guía de la actividad.

OBJETIVOS

Desarrollar ejercicios propuestos en la guía poniendo en practica los

conocimientos adquiridos en química y termodinámica

Realizar trabajo de reconocimiento del curso revisando la temática del

mismo para el desarrollo de la actividad.

1. Desarrollar los siguientes ejercicios de cantidad de materia.

a) ¿Cuántos átomos hay en 8.10 moles de Helio (He)? X = 1 mol de Helio = 4.002g. 1mol = 1 g. X = Átomos de Helio = 8.10 mol. X = 8.10 g. = 2 R/ Hay 2 Átomos 4.02 g

b) ¿Cuántos moles de átomos de sodio (Na) hay en 95.4 g de Na?

c). ¿Cuántas moléculas hay en 1.0x g de feromonas con formula molecular C19H38O?

C=12x19=228 H=1 x 38= 38 O=15x 1 = 15 Al sumar obtenemos 281

1.0x g (1 mol / 281g)

= 3.558 x d) ¿Cuántos moles de átomos de Bromo (Br) hay en 38.4 g de Br2?

Masa atómica Br=79.9g/mol

n(Br2)= m(Br2) ;

n(Br2)=

34.8 g =

0.22 mol de Br2

M(Br2) 159.8 g/mol

e) ¿Cuántas moles de magnesio (Mg) hay en 87.3 g de Mg?

Rpta/

Una mol de Mg2 pesa 24 gramos

87.3 g de Mg= 87.3 g de Mg * 1 mol de Mg = 3,6375 moles de Mg.

24 g de Mg

2. Cálculos de densidad, volumen, presión, calor

a) El oro es un metal precioso químicamente inerte. Se utiliza principalmente en joyería, para piezas dentales y en aparatos electrónicos. Un lingote de oro con una masa de 301 g tiene un volumen de 15.6 m. Calcule la densidad del oro.

D = M = 1m3 --------- 100 cm3 V 15.6 m3 ---- x = 1.560 cm3 = 301 g. = 0.19 g/cm3 1560 cm3

b) Una pieza de platino metálico con una densidad de 21.5 g/cm3 tiene un

volumen de

4.49 cm3 ¿Cuál es su masa?

m = δ x V

m = 21.5 g/cm3 x 4.49cm3

m= 96.54 g

c. La densidad de etanol, un líquido incoloro conocido comúnmente como alcohol de grano, es 0.798 g/ml. Calcule la masa de 17.4 ml del líquido

M=d x v M= 0.798 g/ml x 17.4 ml = 13.73 ml

d) La densidad del ácido sulfúrico del acumulador de automóvil es 1.41 g/mL. Calcule la masa de 242 mL del líquido. 1.41g _____________ 1 ml x _____________ 242 ml

e) Un cubo de hielo con una densidad de 0,8 g/cm3 tiene un volumen de 125

cm3 ¿Cuál es su masa?

d =

m = d * v

m =

* 125 cm 3

m = 100 g rta

3. Conversión de unidades

a). En promedio la ingesta de glucosa de una persona es 0.833 libras (Lb). ¿Cuánto es esta masa en miligramos , toneladas, Kilogramos,

microgramos? .

0.0833 Libras = 37784.2444 Miligramos. 0.0833 Libras = 0.000037784 Tonelada. 0.0833 Libras = 0.037784244 Kilogramo. 0.0833 Libras = 37784244.42 microgramos.

b). Un rollo de papel aluminio tiene una masa de 1.07kg. ¿Cuál es su masa en libras, toneladas, miligramos, microgramos?.

1.07 Kg = 2.358946 Libras. 1.07 Kg = 0.00107000 Tonelada. 1.07 Kg = 1070000 Miligramo. 1.07 Kg = 1070000000 microgramos.

c). Un adulto promedio tiene 5,2 Litros de sangre. ¿Cuál es el volumen de

sangre en ,

5.2 Lt = 0.00520000

5.2 Lt = 5.200000000 5.2 Lt = 5200 5.2 Lt = 5200

1 m3 = 1000 Lts; 1 dm3 = 1 Lt; 1 cm3 = 1 mil. 1 L ---- 1x10-3 m3 1 L---- 1 dm3 5.2 L – x = 5.2 x 10-3 m3 5.2 L – x = 5.2 dm3 1 L----- 1.000 ml 1 L----- 1.000 cm3 5.2 L--- x = 5.200 ml. 5.2 L----x = 5200 cm3

1 L ----- 1x1015

5.2 L---- x = 5.2 µm3 x 1015

d). El volumen de una habitación es . ¿ Cual es el volumen en

= 108 000

= 108 000 000 000 = 108 000 000 000

1,08x 108dm3x

=

1,08x 108 x 103 x 103 x 103 um3 = 1,08 x 1017um3

e). La densidad de la plata es 10,5 . Convierta la densidad a unidades

de .

10,5 = 10500 .

10,5 = 10,5

1 g/cm3------ 0,001 kg/m3 1 g/cm3------- 1 g/ml

10.5 g/cm3--- x = 0,105 kg/m3 10.5 g/cm3 ---- x = 10,5 g/ml

1 g/m3-------1000 kg/L 1 g/cm3-------- 0,244 Oz/in2

10, 5 g/cm3 ---- x = 10.500 kg/L 10,5 g/cm3---- x= 0,02562 Oz/in2

4. Ecuaciones químicas y balanceo

Balancear la ecuación por tanteo e identificar, qué tipo de reacción es?

a)

KClO3 KCl + O2 2 KCLO3 2KCL+3O2

Tipo de reacción de descomposición

b) C2H6 + O2 CO2 +H2O

C2H6 + 7/2 O2 2CO2 + 3H2O

Reactivos Producto

C 2 C 2

H 6 H 6

O 7 O 7

Las reacciones químicas son parte fundamental de la química, ya que nos brindan información muy importante de cuáles y cuantos elementos están participando en la reacción; El reagrupamiento que experimentan los átomos de los reactivos en

una transformación química puede ser de diferentes tipos, con el fin de estudiarlos se clasifican en:

Combinación, síntesis o adición. Combustión. Descomposición. Desplazamiento sencillo. Desplazamiento doble

De acuerdo a lo anterior podríamos decir que Las reacciones de combustión (Vocablo que proviene del latín combure, que significa quemar) son las que generalmente ocurren en los compuestos de carbono cuando se combinan con el oxígeno.

c) Al + O2 ------------- Al2O3

= 2 Al + O2 ----------- Al2O3

= 2 (2) Al+ (3) O2 ---- 2 Al2O3

= 4 Al + 3O 2 ----------2 Al2O3 Reacción de Tipo EQUILIBRADA

d) Fe2O3 + CO -------- Fe + CO2 Fe2O3 + 3CO -------- 2 Fe +3CO2 e). Li + H2O LiOH + H2

2Li + 2H2O 2LiOH + H2

El tipo de reacción química que se presenta es de: Desplazamiento o Sustitución

Sencilla

5. Calculo de Calor

Solución.

a) Una muestra de 466 g de agua se calienta desde 8.50°C hasta 74.60°C. Calcule la cantidadde calor absorbido por el agua. (El calor especifico del agua es 4.184 J/g °C)

Q = mcΔT El calor especifico del agua: 4.184 J/(gºC) Tf = 74,60 °C Ti = 8,50°C m = 466g Q = (466 g)(4,184 J/(gºC))( 74,60 °C-8,50°C ) Q = 1949,7( 66,1) Q = 128875,5 Joules

b) Una barra de hierro cuya masa es de 869 g se enfría de 94.5 °C. Calcule la cantidad de calor liberada (en kilojulios) por el metal. (El calor especifico del agua es 0.444 J/g °C)

Q = m C מ T

= (869 g) (0,444 J/g °C) מ T

= (385,836 J /°C) (94.5°C)

= 14050804 J ≈ 14050,804 kJ

c) Un trozo de plata con una masa de 362 kg tiene una capacidad calorífica

de 85.77 J/°C.

¿Cuál es el calor específico de la plata?

El calor específico (c.e) es el cociente entre la capacidad calorífica (Q) y la masa (m), esto es: c.e=Q/m

c.e= 85.77 J/°C = 0.236 J/(kg °C)

362 kg

d) Un trozo de 6.22 kg de cobre metálico se calienta desde 20.5°C hasta 324.3°C. Calcule el calor absorbido (en kJ) por el metal. el calor se calcula de la siguiente manera: Q = mcΔT Q = calor ... Unidades (Joules) m = masa... Unidades (gramos, Kg,..) c = calor especifico... Unidades (J/g°C, cal/g°C ...) ΔT = diferencia de temperatura (T final - T inicial)... Unidades ( °C, °K,...) El calor especifico del cobre es : 0.385 J/(gºC) Sustituyendo valores: m = 6.22 Kg = 6220 gramos Q = (6220 g)(0.385 J/(gºC))ΔT Q = 2394.7 ΔT Q = 2394.7 (Tf - Ti) Tf = 324.3 °C Ti = 20.5 °C Q = 2394.7 (324.3 - 20.5) Q = 2394.7 ( 303.8) Q = 727509.86 Joules Si quieres convertirlo en Kilo Joules (KJ) divides entre 1000 Q = 727509.86 Joules / 1000 Q = 727.5 KJ

e) Un trozo de 100 g de cobre metálico se enfría desde 500°C hasta 80°C.

Calcule el calor absorbido por los alrededores en J.

Q = mcΔT

El calor especifico del cobre es : 0.385 J/(gºC) Tf = 500 °C

Ti = 80°C

m = 100g

Q = (100 g)(0.385 J/(gºC))ΔT

Q = 38.5ΔT

Q = 38.5 (Tf - Ti)

Q = 38.5(500 -80)

Q = 38.5( 420)

Q = 16.170Joules

6. Balance de materia a) Dada la siguiente información:

El porcentaje de papel en D es:

a. 23.33 %

b. 14.06 %

c. 40 %

d. 71 %

En el balance de materia las entradas serán iguales a las salidas.

Entradas = Salidas

Entonces;

La entrada A:

60% papel

85kg

40% cartón

Papel:

Cartón:

Entrada B:

20% papel

10% cartón 100kg

70% varios

Papel:

Cartón:

Varios:

Entrada C:

90% varios

320 kg

10 % cartón

Varios:

Cartón:

Por lo tanto en las entradas se tiene:

A + B +C = 505 kg

Donde;

Papel= 51 kg en entrada A + 20 kg en entrada B = 71 kg

Cartón= 34 kg en entrada A + 10 kg en entrada B + 32 kg en entrada C =76 kg

Varios= 70 kg en entrada B + 288 kg en entrada C = 358 kg

Por lo tanto;

% papel será=

% de cartón será =

% de varios será =

Por tal razón la respuesta correcta es la B.

b) dada la siguiente informacion

En el balance de materia Entradas = Salidas La entrada A:

60% papel + 40% cartón = 85kg

Papel:

Cartón:

Entrada B:

20% papel + 10% cartón + 70% varios = 100kg

Papel:

Cartón:

Varios:

Entrada C:

90% varios + 10 % cartón = 320 kg

Varios:

Cartón:

Calculo de entradas:

A + B +C = 505 kg

Donde; Papel= 51 kg en entrada A + 20 kg en entrada B = 71 kg Cartón= 34 kg en entrada A + 10 kg en entrada B + 32 kg en entrada C =76 kg Varios= 70 kg en entrada B + 288 kg en entrada C = 358 kg Por lo tanto;

La masa de carton presente en D: a). 76 Kg b). 60 Kg c). 11.88 Kg d). 15,05 Kg La respuesta correcta es la a)

c) Dada la siguiente información:

La composición de D es:

Total Papel Cartón Varios

A 85 Kg 60% 51 Kg 40% 34 Kg - 0

B 100 Kg 20% 20 Kg 10% 10 Kg 70% 70 Kg

C 320 Kg - 0 10% 32 Kg 90% 288 Kg

D 505 Kg 14.06% 71 Kg 15.05% 76 Kg 70.89% 358 Kg

a. 23.33 % de papel, 11.88 % de cartón y 64.79 % de varios

b. 14.06 % de papel, 15.05 % de cartón y 70.89 % de varios

c. 14.06 % de papel, 11.88 % de cartón y 74.06 % de varios

d. 23.33 % de papel, 15.05 % de cartón y 61.62 % de varios d) Se llama sedimentos o lodos a los sólidos húmedos que se resultan del procesamiento de las aguas residuales municipales. Los lodos deben secarse antes de convertirse en compost o de convertirse por algún otro tratamiento. Si un lodo que contiene 70% de agua y 30% de sólidos se pasa por un secador y el producto resultante contiene 25% de agua, el agua se evapora por cada tonelada de lodos que se envía al secador es: a. 400 Kg. b. 500 Kg. c. 600 Kg. d. 700 Kg.

H2O 1000Kg ----------100% X ---------- 70%

X = 1000Kg x 70% / 100% = 700 Kg de H2O

Sólidos

1000Kg --------------100% X -------------- 30% X = 1000Kg x 30% / 100% X = 300 Kg . Lo que sale del sistema: 25% de agua 0,25 x 700 kg = 175 kg H2O 75% de sólidos 0.75 x 300 = 225 Kg de sólidos.

175 kg H2O + 225 Kg de solidos = 400Kg 600kg se evaporo de H20,

e) De acuerdo con el siguiente diagrama de bloques, la cantidad de lodos

para incinerar es:

a. 515 Kg.

b. 504.7 Kg.

c. 412 Kg.

d. 41.2 Kg.

Rpta:

la respuesta es la c por que los lodos para incinerar contienen el 50% de humedad.

1030 kg * 50 % = 515 kg.

CONCLUCIONES

Se identifican los principios necesarios para los procesos químicos que permiten

enfrentar problemas de análisis económicos, de operación y otros, que requieran

la temática de procesos químicos para resolverlos adecuadamente.

Con el desarrollo de la actividad identificamos temas vistos en química y

termodinámica que valen la pena recordarlos y ponerlos en practica ya que con el

desarrollo de los ejercicios nos damos cuenta de que nos encontramos con

problemas iguales en nuestra actividades diarias.

BIBLIOGRAFIA

Modulo Procesos Químicos

http://quimicafacilrumi.blogspot.es/img/lectura2.pdf

MASTERTON, W .L.; HURLEY, C.N. Química: Principios y Reacciones,

Thomson. Paraninfo, España, 2003.

http://www.madrimasd.org/queesmadrimasd/pricit/doc/Prod_Proc-Quimicos.pdf

http://www.convertworld.com/es/