2. Al término de la sesión, el alumno resuelve problemas de
balance de masa (balance de entradas-salidas) de procesos
químicos aplicando rigurosamente el principio de
conservación de la masa (relaciones estequiométricas) y los
representa mediante diagramas de entradas y salidas.
Resuelve problemas
de balance de masa
de procesos químicos
aplicando
rigurosamente las
relaciones
estequiométricas y la
ley de conservación
de la masa
Usa diagramas de
bloques para
representar las
entradas y salidas en
un proceso químico
industrial
3. Un balance de entrada-salida de un proceso
industrial es una contabilidad exacta de materiales,
que entran, salen, se acumulan o se agotan
(materias primas, productos y desechos ) en un
determinado proceso productivo o de
transformación.
6. Proceso Físico: Evaporación
Alimentación
Vapor de agua
Solución
concentrada
en la salida
FeCl3 : 25 kg
H2O : 75 kg
H2O
FeCl3 : 25 kg
H2O : 30 kg
FeCl3 : 25 kg
H2O : 75 kg
FeCl3 : 25 kg
H2O : 30 kg
EVAPORADOR
Diagrama del proceso de evaporación
H2O : 45 kg
Solución
concentrada
Solución
diluida
7. El Watts de naranja es un concentrado de jugo de naranja
endulzada. Se tiene 1000 kg de jugo de naranja recién
exprimido que contiene 5 % de sólidos en suspensión. Si
mediante un evaporador, se desea elevar el contenido de
sólidos en suspensión hasta un 10 %, calcular la cantidad de
agua que debe eliminarse en el evaporador. ¿Cuál es la
cantidad de azúcar que se debe añadir a este jugo
concentrado para que el contenido de azúcar alcance un 2 %
de concentración para ser comercializado como watts de
naranja.
8.
9. 5
1000 50
100
sólidossuspensión kg kg
m
Hallando la masa de sólidos en suspensión en el jugo exprimido
Hallando la masa de agua que se de evaporar para que la
concentración de sólidos en suspensión aumente al 10 %.
.
100 .
50 . 500
10
agua evap susp
kg jugo conc
kg kg
kg susp
m
Calculando la cantidad de azúcar añadido al jugo concentrado
para que el azúcar alcance un 2 % en el watts de naranja)
500
(500 )
jugo concentrado
watts
azúcar azúcar
kg
kg kg
m
m m
2
100
azúcar
watts
kg
kg
10,2
azúcar kg
m
10. • Una pirita de hierro es un mineral que tiene la
siguiente composición en masa: 83,6 % de
FeS2; 16,4% material inerte. 1 tonelada de esta
pirita se quema con un 1,8 toneladas de
Oxígeno de gaseoso sobre la cantidad requerida
para quemar toda la pirita a Fe2O3(s) y SO2(g). Los
gases formados pasan al convertidor catalítico,
donde se oxida el 95% del SO2(g) a SO3(g).
• Escribe las reacciones químicas involucradas.
• Elabore el diagrama correspondiente indicando las
entradas y salidas.
• Determina las masas (kg) de todas las sustancias
que participan en el proceso y comprueba el
balance de masa.
11. SOLUCIONARIO
Primero las reacciones que intervienen en el proceso:
De la primera reacción hallamos el reactivo limitante (R.L.)
FeS2
=
0,836
2𝑥120
= 0,0035 O2
=
1,8
5,5𝑥160
= 0,010
R.L.
Hallando las masas de reacción y de los productos
por la estequiometria, quedando en el gráfico:
13. La dolomita es un mineral que contiene carbonato
de calcio (con impurezas), la cual al someterla a
elevadas temperaturas se descompone en CO2(g) y
CaO(s). Si se calentó 250 kg de dolomita con 80 %
de pureza se pide:
• Escribe la reacción química.
• Elabore el diagrama correspondiente indicando
las entradas y salidas.
• Determina las masas (kg) de todas las
sustancias que participan en el proceso y
comprueba el balance de masa.
14. Identifique las reacciones químicas que se llevan a cabo
en el siguiente diagrama de balances de entradas y
salidas de un proceso estequiométrico.
15. ¿Qué aprendimos hoy?
PROCESO
QUÍMICO
Mineral con
CaC2 al 75%
H2O
C2H2
Restos
de
mineral
Ca(OH)2
H2O
• Plantee la ecuación química del proceso:
• ¿Qué sustancia es el R. Limitante?
• ¿Qué sustancia es el R. en exceso?
• ¿A qué se refiere “restos de mineral”?
• ¿Cuáles son los productos de la reacción?
