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RESPUESTAS EJERCICIOS UNIDAD 2
El cobre está presente en la naturaleza en muchas formas, la calcocita (Cu2S)
es una forma que se encuentra en minas de cobre localizadas al oeste de
Estados unidos. A fin de recuperar el Cu metálico (para la elaboración de
centavos, alambre y otros usos) la calcocita se lixivia en una solución ácida de
sulfato férrico mediante lo cual se obtiene sulfato cúprico. Se presentan varias
reacciones:
Cu2S + Fe2 (SO4)3 CuS + CuSO4 + 2FeSO4
Cu2S + 2 Fe2 (SO4)3 2 CuSO4 + 4 FeSO4 + S
CuS + Fe2 (SO4)3 CuSO4 + 2 FeSO4 + S
Luego, el sulfato de cobre se reduce con hierro (Fe) para producir cobre
metálico (Cu) y sulfato férrico (FeSO4).
CuSO4 + Fe Cu + FeSO4
Combine las reacciones para obtener la mayor cantidad de cobre metálico
por tonelada de calcocita. Por tonelada de cobre metálico generada, calcule
las toneladas de materia prima consumidas y de los subproductos generados.
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El desempeño del catalizador por lo general se prueba en el laboratorio o en
reactores de plantas piloto. En una corrida particular se prueba un catalizador
soportado en platino/estaño para verificar su efectividad vía hidrocarburos
ligeros de deshidrogenación, en particular isobutano. Los datos de un día se
tomaron como sigue:
Temperatura del reactor: 602 °C
Presión del reactor: 768 torr
Velocidad de flujo del gas de entrada: 51.38 SCCM (centímetros cúbicos
estándar por minuto).
Velocidad de flujo del gas de descarga: 60.59 SCCM
Composición del gas de entrada (% molar): 0.086 % de propano, 32.9 % de
isobutano, 0.068 % de n- butano y 66.9 % de hidrógeno.
Composición del gas de descarga (% molar): 0.35 % de metano, 0.037 % de
etano, 0.034 % de propano, 13.5 % de isobutano, 13.8 % de isobuteno, 0.20 % de
n-butano, 0.0375 % de cis-buteno, 0.045 % de trans-buteno y 71.6 % de
hidrógeno.
Realice los balances en el carbono y el hidrógeno para verificar la confiabilidad
de los datos. Calcule la conversión fraccionaria del isobutano en productos.
Calcule los moles de isobutileno por mol de isobutano reaccionado. Si el
rendimiento es diferente de 100 % explique a que se debe.
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Realizar el balanceo de la siguiente ecuación, utilizando Gauss - Jordan
CH4 + H2O + N2 CO2 + NH3
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El metanol (CH3OH) reacciona para producir formaldehído (HCHO) por
descomposición a formaldehído e hidrógeno (H2) o por oxidación a
formaldehído y agua (H2O):
CH3OH HCHO + H2
CH3OH + ½ O2 HCHO + H2O
Una mezcla que contiene 99 % mol de metanol y 1 % mol de un contaminante
inerte, está disponible como alimentación para una planta de formaldehído. Se
alimentan 1000 kgmol/h de esta mezcla, junto con 200 kgmol/h de O2, a un
proceso como alimento puro. El alimento puro se mezcla con una corriente
reciclada y se alimenta a un reactor. La conversión fraccionaria del metanol
alcanzada en el reactor es del 25 %. Se consume todo el oxígeno en el reactor.
La salida del reactor se envía a una unidad de separación, donde el
formaldehído, el agua y el hidrógeno se eliminan y se reciclan el metanol y los
contaminantes al suministro del reactor. Para controlar el nivel de
contaminantes en el reactor, se elimina una corriente de purga de la corriente
reciclada. El contaminante máximo permitido en la corriente de reciclaje es de
10 moles de contaminante/100 moles de metanol. Determine a) la conversión
fraccionaria global de metanol en productos, b) la velocidad de la producción
de formaldehído, c) la relación de purga: reciclaje y d) la relación alimentada
de metanol reciclado: puro.
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Supongamos una reacción A(g) B(g) si inicialmente se tiene una presión
de A puro de 1 atm a 25 C, calcular la presión de A y B cuando se alcanza el
equilibrio si ∆Gr° = 5 KJ/mol