1. El análisis de cierto coque exento de hidrógeno es como sigue: humedad, 4.2%; cenizas, 10.%; car!ono "#.#%. El coque se somete a la com!ustión con lo cual se o!tiene un gas de chimenea seco cu$o análisis es: & 2, 1.'%; &,1.#%; & 2, '.#%; (2, )".4%. alcular: *a+ orcenta-e de exceso de aire utilizado. *!+ ies c!icos de aire a "0 / $ )40 mm de g que entran or li!ra de car!ono quemada. *c+ 3o mismo que en *!+ ero or li!ra de coque quemada. *d+ ies c!icos de gas de chimenea seco a '0 / 5 l! de coque. *e+ ies c!icos de gas de chimenea hmedo a las condiciones estándar 5 l! de coque. 6olución 7atos oque 8nálisis de gases de com!ustión umedad *2&+ 9 4.2 % & 2 9 1.' % enizas 9 10. % & 9 1.# % ar!ono *+ 9 "#.# % & 2 9 '.# % (2 9 )".4 % ase: 100 moles de gases de com!ustión n*&2+ 9 1.' <*& 2+ 9 #".4 l! n*&+ 9 1.# <*&+ 9 42.0 l! n*&2+ 9 '.# <*&2+ 9 20".0 l! n*(2+ 9 )".4 <*( 2+ 9 21#.2 l! rocedemos a hallar el eso total de car!ono $ de ox=geno *excetuando el ox=geno que entra como arte del agua en la humedad+ que ingreso a artir del análisis de los gases de com!ustión:
1.
allamos ahora el aire teórico: &2 &2 12.0 l! de 2 l! de & 2 1"1.2 l! de x
x 9 4".2 l! de & 2 >enemos que calcular ahora la cantidad de & 2 que entra con la humedad: 1"1.2 l! de "#.# % $ 100.0 % $ 9 211. l! de coque ero la humedad solamente reresenta el 4.2 % del eso total de coque: <*umedad+ 9 0.042 x 211. l! 9 ".0 l! de 2& or lo tanto el eso de & 2 será:
1.
? con estos datos $a odemos hallar el orcenta-e de exceso de ox=geno:
*a+ *!+ @ 9 A *ies+ > 9 "0 / 9 )40 mm g B 9 0.)02 atm x ies 5 mol l! x /B ara usar la ecuación de los gases ideales solamente nos Caltar=a conocer el nmero de moles del aire 5 l! de car!ono. 1"1.2 l! de '#.2 l! de & 2 1.0 l! de z
z 9 .#1 l! de & 2 n*&2+ 9 0.10 8hora hallamos las moles de &2 que entran 5 l! de car!ono quemado.
1.
@ 9 210 ies
*c+
1.
@ 9 1"1.424 ies
*d+ 100 moles de gas chimenea seco 211. l! de coque 1.0 l! de coque 9 0.4)2 moles de gas de chimenea seco
@ 9 nB>
@ 9 40).0'# ies
*e+
100.44 moles de gas chimenea hmedo 211. l! de coque 1.0 l! de coque 9 0.4)4 moles gas chimenea hmedo
@ 9 nB> @ 9 0.224 ies 2. En una rue!a realizada en una caldera con alimentación de aceite no Cue osi!le medir la cantidad de aceite quemado, aunque el aire que se emleó se determinó insertando un medidor entura en la l=nea de aire. 6e encontró que se ha!=a utilizado #000 ies 5 min de aire a "0 / $ 10 l! 5 lg 2 man. El análisis del gas de chimenea seco es: &2, 10.)%; &, 0.##%; &2, 4.)#%; (2, "4.0%. 6i se suone que el aceite está Cormado nicamente or hidrocar!uros, calcular los galones or hora de aceite que se queman. El eso esec=Cico del aceite es 0.4. Solución
7atos del 8ire ase: 1 min @ 9 #000 ies ; > 9 "0 / 9 #40 /B; a!s 9 man atm 9 *10 14.)+ sia 9 14.) si 8lico la ecuación de los gases ideales ara determinar el nmero de moles de aire: @ 9 nB> 24.) x #000 9 n aire x 10.) x #40 n aire 9 21.1 or lo tanto tendremos tam!iFn: n*&2+9 0.21 x 21.1 9 4.4)#; n*( 2+ 9 0.) x 21.1 9 1'."# <*&2+9 4.4)# x 2 9 14.2 l!; <*( 2+ 9 1'."# x 2" 9 4)1." l! 7atos ara los gases de com!ustión secos &2 9 10.)0 % & 9 0.## % &2 9 4.)# % (2 9 "4.00 % 8licando una regla de tres ara el (2 que no reacciona tendremos: ntotales 9 1'."# x 100 5 "4 9 20.042 3o que nos dar=a los siguientes datos: n*&2+ 9 2.144 <*&2+ 9 4.' l! n*&+ 9 0.110 <*&+ 9 .0"0 l! n*&2+ 9 0.#2 <*&2+ 9 0.4'4 l! n*(2+ 9 1'."# <*( 2+ 9 4)1."0 l!
8hora $a sa!emos el &2 que se encuentra en el agua. <*&2+en agua 9 14.2 G 100."2 9 42.'" l! <*2+en agua 9 4).''4 x 2 5 1' 9 #.2' l! Este ltimo eso hallado es el que entra con el aceite. allamos ahora el car!ono que entra con el aceite. <*aceite+ 9 2).04" H #.2' 9 2.44 l! 9 14'"4.1)' gr
*aceite+ 9 0.4 gr 5 cc
@ 9 1#'21.4'4 cc 5 min >ransCormando a galones or hora:
. El análisis de un gas es: & 2, #%; &, 40%; 2, '%; 4, 4% $ (2, 1#%. Este gas se quema con '0% de exceso de aire; la com!ustión es comleta. El gas $ el aire entran a '0 /, $ los gases de chimenea descargan a #00 /. alcular: *a+ El análisis del gas de chimenea seco. *!+ ies c!icos de aire or ie c!ico de gas. *c+ ies c!icos de gas de chimenea hmedo or ie c!ico de gas. Solución
ase: 100 moles de gas n *&2+ 9 # n*&+ 9 40 n*2+ 9 ' n*4+ 9 4 n*(2+ 9 1# 6olamente com!ustionan el 2 $ el 4 ara Cormar & 2 $ 2&. Beacciones de com!ustión: 4 2&2 &2 22& 2 *152+&2 2&
8nálisis del gas de chimenea seco n*&2+ 9 # 4 9 n*&+ 9 40 n*(2+ 9 1# 1#'.4 9 1)1.4 n*&2+ 9 1#.' n*totales+ 9 2'.0 or lo tanto: &2 9 ."1% & 9 1'.4% (2 9 )2.'4% &2 9 '.'1% !+ omo en los gases se cumle que una !ase molar es equialente a una !ase olumFtrica tendremos que entran 100 ies de gas $ que entran n*aire+941.' 1#.4 9 1".0 moles que tam!iFn equialdr=an a 1".0 ies .
c+ n*2&+ 9 " ' 9 44 n*totales+ hmeda 9 2'.0 44 9 2"0
4. ara la manuCactura del hielo seco un horno roduce gas de chimenea seco que contiene 1'."% de &2. Este gas se asa or el sistema de recueración de calor de una caldera $ luego or un sistema de a!sor!edores en cu$a entrada el contenido de &2 es de 1#.2%. alcular los ies c!icos de aire que han entrado al sistema or ie c!ico de gas de chimenea seco. 6olución ase: 100 moles de gas chimenea seco n*&2+ 9 1'."% n*&tros+ 9 ".2% 1'." moles de & 2 1#.2% x 100% x 9 110.#2' moles de & 2 n*&2+ H n*otros+ H n*aire+ 9 110.#2' 1'." H ".2 H n*aire+ 9 110.#2' n*aire+ 9 10.#2' @*aire+ 9 10.#2' ies
#. En la reacción a& 2l al2 &2 2&. *a+ Iuántos gramos de car!onato de calcio se requieren ara roducir 1)00 cm de !ióxido de car!ono a )"0 mm de g $ 1) /A *!+ 6i se desrenden '0 cm de !ióxido de car!ono a )#4 mm de g $ 20 /, IquF cantidad de gramos de car!onato de calcio Cueron su-etos a la reacciónA Solución
7atos ara el &2: @ 9 1)00 cm 9 1.) lt 9 )"0 mmg 9 1.02' atm > 9 1) / 9 20 /J @ 9 nB> 1.02'x1.) 9 n*& 2+x0.0"2x20 n*&2+ 9 0.0)4 <*&2+ 9 0.0)4 x 44 9 .2 gr 100 gr a& 44.00 gr & 2 x .2 gr & 2 x 9 ).41 gr a& !+ @ 9 '0 cm 9 0.' lt 9 )#4 mmg 9 0.2 atm > 9 20 / 9 2 /J @ 9 nB> 0.2x0.' 9 n*& 2+x0.0"2x2 n*&2+ 9 0.01# <*&2+ 9 0.01# x 44 9 0.'' gr
100 gr a& 44.00 gr & 2 x 0.'' gr & 2 x 9 1.# gr a&
'. Kn reciiente cerrado hermFticamente $ cu$o olumen es de 1 ie , contiene ( gaseoso a 00/ $ 0 l! 5 lg 2 a!s. 7entro del reciiente cerrado se !om!ea 0.# ies de l gaseoso medido a 200/ $ 20 l!5lg 2 a!s. 7e acuerdo con la siguiente reacción se Corma (4l: ( l (4l 6uóngase que la reacción es total $ que la resión de aor del ( 4l a 2#0/ es de 1# l!5lg2 a!s. *a+ ILuF cantidad de ( 4l se Cormar=aA *!+ onsiderando que el ( 4l es sólido, Icuál será la resión Cinal en el reciiente cerrado si la temeratura Cinal es de 2#0 /A Solución
a+ 8lico la ecuación de gases ara el ( $ ara el l. @ 9 nB> 0x1 9 n*( +x10.)x*00 4'0+ n*( + 9 0.00) <*(+ 9 0.00)x1) 9 0.02 l! @ 9 nB> 20x0.# 9 n*l+x10.)x*200 4'0+ n*l+9 0.001 <*l+ 9 0.001x'.# 9 0.0'# l! El reactio limitante es el l $ el ( que no reacciona es 0.0'2 G 0.01) 9 0.04# l!. '.# l! l #.# l! de ( 4l 0.0'# l! l z z 9 0.0## l! ( 4l !+8l Cinal de la reacción tenemos ( *g+ $ (4l*s+, $ la resión total será la que aorte cada uno de ellos.
).
El análisis de un gas natural es como sigue: & 2, 4.0 %; 4, )2.0 %; 2', 12.0 %; (2, 12.0 %. Iuál es la comosición en esoA ILuF eso molecular tieneA ILuF densidad a '0 / $ 0.0 lg de gA Iuál es el eso esec=Cico comarado con el del metanoA. 6olución a+ase: 100 moles de gas natural 6olución a+ase: 100 moles de gas natural n*&2+ 9 4 n* 2'+ 9 12 n*4+ 9 )2 n*(2+ 9 12 <*&2+ 9 4 x 44 9 1)' l! <* 2'+ 9 12 x 0 9 '0 l! <*4+ 9 )2 x 1' 9 11#2 l! <*( 2+ 9 12 x 2" 9 ' l! <*total+ 9 1)' 11#2 '0 ' 9 2024 l! omosición en eso:
!+ ara hallar el eso molecular del gas rocedemos mediante la Córmula:
c+ 7ensidad:
d+ eso esec=Cico:
". El gas natural de un ozo tiene la siguiente comosición: omonente % eso molecular 4 '0 1' 2' 1' 0 " 10 44 410 14 #" *a+ Iuál es la comosición en orcenta-e en esoA *!+ Iuál es la comosción en orcenta-e molarA *c+ ILuF olumen en ies ocuarán 100 l! de gas a )0 / $ )4 cm de gA *d+ Iuál es la densidad del gas en l! 5 ie a )0 / $ )40 mm de gA *e+ Iuál es el eso esec=Cico del gasA 6olución ase de cálculo: 100 mol G l! de gas natural omosición molar omosición en eso n*4+ 9 '0 mol <* 4+ 9 '0 x 1' 9 '0 l! n*2'+ 9 1' mol <*2'+ 9 1' x 0 9 4"0 l! n*"+ 9 10 mol <*"+ 9 10 x 44 9 440 l! n*410+ 9 14 mol <*410+ 9 14 x #" 9 "12 l! ntotales 9 100
ara hallar el olumen que ocuan 100 l! de gas se necesita calcular anteriormente el eso molecular del gas natural.
8lico ahora la ecuación de los gases ideales:
@ 9 nB> @ 9 14)#. Ct
3a densidad del gas natural está dada or:
? Cinalmente el eso esec=Cico es:
. 6i se coloca la cantidad suCiciente de agua en un gas seco a 1# / $ )#4 mm de g como ara roocar la saturación total, Icuál ser=a la resión desuFs de lograr la saturación, si la temeratura $ el olumen ermanecen constantesA Solución
3a resión total iene dada or la resión del gas seco más la resión que e-erce el aor del agua a la temeratura de 1# /, la cual se uede hallar en las ta!las de resión de aor, entonces tendremos:
10.
Kn gas que se encuentra saturado con aor de agua tiene un olumen de 4 lt a 1).# / $ a la resión de )# mm de g. Iuál es el olumen del gas seco en condiciones estándarA 6olución 11.
uando un gas se encuentra saturado con aor de agua se cumle la siguiente condición: ? el olumen del gas seco a condiciones estándar es:
12.
3a solu!ilidad del sulCato manganoso a 20/ es de '2. g5100 g de 2&. ILuF cantidad de Mn6& 4.#2& de!e disolerse en 100 l! de 2& ara o!tener la solución saturadaA 6olución 6i 100 g de 2& se disuelen '2. g de Mn6& 4 entonces 4#400 g de 2& disolerán 8hora de acuerdo a la Córmula molecular del comuesto hidratado tenemos: 240.4 g Mn6& 4.#2& 1#0.4 g Mn6& 4 $ 2###'.' g Mn6& 4 $ 9 4##"."' g Mn6& 4.#2& N 4#.# Jg
1.
Kn eaorador se carga con una solución de (al al 2#%. 6e an a roducir 14 ')0 l! de sal seca or hora. 3a sal Cormada retiene 20%, con resecto a su eso, de la salmuera *2'.% de la sal+. Iuántas li!ras de solución se cargan al eaorador or cada horaA 2&
14')0 l! (al 14')0 l! (al más 20 de salmuera
6almuera 6olución eso de la salmuera 9 0.2 x 14')0 9 24 l! omosición de la salmuera alance de (al 0.2#L 9 14')0 )".24' L 9 '1"'."4 l!
14. 6i se disuelen 100 g de (a 26&4 en 200 g de 2& $ la solución se enCr=a hasta o!tener 100 g de (a 26&4.102& encontrar: a+ omosición de la solución residual *Olicor madreO+ !+ gramos de cristales que se recueran or 100 g iniciales de la solución. 6olución 7atos <*2&+ 9 200 g; <*(a 26&4+ 9 100 g; <*(a 26&4.102&+ 9 100 g
22 g de (a 26&4.102& 142 g de (a 26&4 100 g de (a 26&4.102& x x 9 44.0 g de (a 26&4 6e han utilizado 44.0 g de (a 26&4 los cuales asan alestado sólido, entonces queda en la solución 100 G 44.0 9 ##.1 g de (a 26&4
Pgualment e rocedemos ara el 2&: 22 g de (a 26&4.102& 1"0 g de 2& 100 g de (a 26&4.102& $ $ 9 ##. g de 2& que asan a la sal <*2&+solución 9 200 G ##. 9 144.1 g < total9 ##.1 144.1 9 200.01g omosición de la solución residual 8l inicio la Cracción en eso iene dada or: ara un eso inicial de 100 g <*(a26&4+ 9 0. x 100 9 . g <*2&+ 9 0.''') x 100 9 ''.') g 00 g de solución al .% 100 g de cristales 100 g de solución al .% z
14. Kna serie de eaoradores de azcar oera con 120 ton cortas or cada 24hr, de caQa de azcar ura, las cuales se cargan a los eaoradores en laCorma de una solución al "% $ se descargan a modo de una solución al )4%. ILuFcantidad de agua eaoran estas unidades or d=aA 6olución Entra la solución al "%, entonces:
120 ton de caQa ura "% x ton de agua '2% x 9 1#.) ton agua entran ? sale una solución al )4%, entonces: 120 ton de caQa ura )4% $ ton de agua 2'% $ 9 42.1' ton agua salen inalmente, la cantidad de agua que se eaora or d=a es: 8gua eaorada 9 8gua entra G agua sale con la solución 8gua eaorada 9 1#.) G 42.1' 9 1#.' ton 1#. 7esuFs del secado, se determinó que un lote de iel esa 00 l! $ quecontiene )% de humedad. 7urante el secado la iel erdió #.1% de su esoinicial cuando se encontra!a hmeda. a+ alcular el eso de la iel Ototalmente secaO o Oexenta dehumedadO en la carga de alimentación inicial. !+ alcular el nmero de li!ras de agua eliminadas en el roceso de secado orli!ra de iel totalmente seca. c+ alcular el orcenta-e de agua eliminada en la !ase del agua resenteinicialmente. 6olución ara resoler el ro!lema hacemos el diagrama de Clu-o siguiente: 2& 9 0.#1L L*l!+ iel seca: x 2&: ' l!
2&:1 G x iel seca: ") l! alance de 8gua: *1 G x+L 9 0.#1L ' L G xL 9 0.#1L ' ... *1+ alance de iel seca: xL 9 ") ... *2+ Beemlazando *2+ en *1+ o!tenemos: L 9 2200.4 l!; x 9 0." a+ iel seca 9 ") l! !+
c+ 1'. on el o!-eto de satisCacer ciertas eseciCicaciones, un comerciantemezcla cola secada con aire, cu$o recio de enta es de R.125l!, con cola quetiene 22% de humedad, cu$o recio de enta es de R1.)#5l! de tal Corma que lamezcla contiene 1'% de humedad. Iuál de!erá ser el recio or l! de la colamezcladaA