Ejercicio de Química 23Julio2022

EJERCICIO DE QUÍMICA Ingeniería Civil Industrial 2022 Prof. Eva Soto

ENCUENTRE LA COMPOSICIÓN DE LA CORRIENTE DE SALIDA DE ÁCIDO SULFÚRICO (H 2 SO 4 ) Se liberan a la atmósfera 3 metros cúbicos al día de SO3, la densidad del compuesto es 1,92 (g/cm3), se mezcla con el agua ambiente y genera el ácido sulfúrico.

La reacción se convierte en un 60%, es decir, el 60% del SO3 expresado en moles reaccionan y generar el ácido.

REACCIÓN DE TRANSFORMACIÓN ES DE

SO 3 + H 2 0  H 2 SO 4

1 MOL DE SO 3  GENERA 1 MOL DE H 2 SO 4

1 MOL DE SO 3  REQUIERE 1 MOL DE H 2 O

SE LIBERAN 3 METROS CÚBICOS AL DÍA DE SO 3

SE LIBERAN 3 METROS CÚBICOS AL DÍA DE SO 3

PARA LA REACCIÓN QUÍMIC A SE NECESITA EN MOLES

B ASE DE CÁLCULO DE TIEMPO: UN DÍA

DEBEMOS TRANSFORMAR EL VOLUMEN EN MOLES

LOS METROS CÚBICOS

SE TRANSFORMAN EN UNIDADES DE MASA USANDO LA DENSIDAD

LA MASA SE TRANSFORMA EN MOLES USANDO EL PESO MOLECULAR

¿CÓMO TRANSFORMAMOS EL VOLUMEN EN MASA?

DENSIDAD = MASA/VOLUMEN

SI USTED CONOCE EL VOLUMEN Y LA DENSIDAD OBTIENE LA MASA

MASA = DENSIDAD*VOLUMEN

DATOS DISPONIBLES

Volumen: 3 m3 de SO3 Densidad: 1,92 (g/cm3)

MASA: DENSIDAD*VOLUMEN

𝑔 3 𝑀𝑎𝑠𝑎 = 1,92 ∗ 3 𝑚 𝑐𝑚3 Se dejan los volúmenes en la misma unidad de medida 100 (cm) = 1 (m)

DETERMINACIÓN DE LA MASA 3 𝑐𝑚3 𝑔 100 3 ∗ 𝑀𝑎𝑠𝑎 = 1,92 ∗ 3 𝑚 𝑐𝑚3 1 𝑚3

𝑀𝑎𝑠𝑎 = 5,76 ∗ 106 𝑔

CON LA MASA Y EL PESO MOLECULAR, DETERMINAMOS LOS MOLES

¿CÓMO TRANSFORMAMOS EN MOLES LA MASA?

MOLES = MASA/PESO MOLECULAR (PM)

SI USTED CONOCE LA MASA Y EL PM OBTIENE LOS MOLES

C ALCULEMOS EL PM DEL SO 3 Peso atómico del azufre (S): 32 (g/mol) Peso atómico del oxígeno (O): 16 (g/mol)

PM DEL SO 3

𝑃𝑀 𝑆𝑂3 = 1 ∗ 𝑃𝑀 𝑆 + 3 ∗ 𝑃𝑀 𝑂 𝑃𝑀 𝑆𝑂3 = 32 + 3 ∗ 16

MOLES = MASA DETERMINADA/ PM SO 3

𝑔 𝑃𝑀 𝑆𝑂3 = 80 𝑚𝑜𝑙

DETERMINACIÓN DE LOS MOLES 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑀𝑜𝑙𝑒𝑠 = 𝑃𝑀 5,76 ∗ 106 (𝑔) 𝑀𝑜𝑙𝑒𝑠 = 𝑔 80 ( ) 𝑚𝑜𝑙

𝑀𝑜𝑙𝑒𝑠 = 7,2 ∗ 104

CON LOS MOLES, RECIÉN PODEMOS USAR LA REACCIÓN QUÍMICA

72000 MOLES DE SO 3

Ingresan 72000 moles de SO3 Reacciona solo el 60%

(60/100)*72000 = 43200 moles de SO3 Por estequiometria

SO 3 + H 2 0  H 2 SO 4

1 mol del SO3 necesita 1 mol de H2O Por ende 43200 moles de SO3 necesitará 43200 moles de H2O

LA REACCIÓN CORRE EN UN 60%

CON 1 MOL DE SO3 DE E N T R A DA , S E U S A PA R A R E AC C I O N A R E L 6 0 % D E L O Q U E INGRESÓ

1 mol del SO3 generará 1 mol de H2SO4 43200 moles de SO3 generarán 43200 moles de H2SO4

TABLA ORDENADA Compuesto Entrada, moles

Reacciona, moles

SO3

72000*0,60 = 43200 Entrada – reacciona = sale

72000

Salida, moles

72000 – 43200 = 28800 H2 O

72000

43200

72000 – 43200 = 28800

H2SO4

0

43200

43200

TOTAL

100800

SE PUE DE N OB T E NE R AH OR A L A COMP OSI CI ÓN DE L A COR R I E NT E DE SAL I DA

TABLA ORDENADA

Compuesto

Salida, moles % molar

SO3

28800

(28800/100800)*100 = 28,57%

H2 O

28800

(28800/100800)*100 = 28,57%

H2SO4

43200

(43200/100800)*100 = 42,86%

TOTAL

100800

100%