Práctica Calificada N° 2 QUÍMICA INDUSTRIAL 4°C9Pregunta 1 De acuerdo al grado de dureza, ¿dentro de qué tipo se clasifica el agua que tiene 180 mg/l como CaCO3? (2 puntos) SOLUCIÓN Se clasifica como agua dura. Pregunta 2 Un gas que contiene 80% de etano y 20% de oxígeno se quema con 200% de exceso de aire. El 80% del etano se transforma en CO2, el 10% en CO, y el 10% residual permanece sin quemarse. Calcular la composición del gas de chimenea húmedo. (6 puntos) SOLUCION Diagrama: Datos adicionales: 80% del C2H6 se convierte en CO2 10% del C2H6 se convierte en CO 10% del C2H6 no reacciona Base: 100 moles de gas de alimentación 80 moles de C2H6 20 moles de O2 Reacciones: Cálculo de O2 teórico: O2 total: O2 que ingresa en el aire: Profesor: Marco Polo Fuentes Semestre: 2011-II Práctica Calificada N° 2 QUÍMICA INDUSTRIAL 4°C9 N2 en el aire: O2 que reacciona: a) Combustión completa: b) Combustión incompleta: Gas de combustión húmedo: Total gas combustión húmedo = 128 + 16 + 8 + 3084. 20 % 76.76 moles Composición gas combustión húmedo: CO2 CO C2H6 N2 O2 H2O Total 3.19 % 14.16 % 0.00 % Profesor: Marco Polo Fuentes Semestre: 2011-II .33 % 100.72 % 5.76 + 596 + 216 = 4048.40 % 0. El ácido utilizado contiene 12% en peso de H2S04.53% de inertes. 5. La piedra caliza utilizada en tal proceso contiene carbonato de calcio y carbonato de magnesio.51 0.23 1. b) Calcular el porcentaje de exceso de ácido utilizado Las reacciones que ocurren son: CaCO3 + H2S04 → CaSO4 + CO2 + H2O MgCO3 + H2SO4 → MgSO4 SOLUCION Pesos moleculares: CaCO3: MgCO3: H2SO4: CaSO4: MgSO4: CO2: 100 84. El residuo del proceso tiene la siguiente composición: 8.05 0.50 5.51 0.12 Kg 8.Práctica Calificada N° 2 QUÍMICA INDUSTRIAL 4°C9 Pregunta 3 El dióxido de carbono puro puede prepararse mediante tratamiento de la piedra caliza con ácido sulfúrico acuoso.23 1.12% de CO2.12 84. 1. 0.05 0.12 84.51% de agua. a) Calcular el análisis de la piedra caliza empleada.50 5. 84.5% de CaSO 4.3 98 136 120.23% de MgSO4.3 44 + CO2 + H2O (6 puntos) Base: 100 kg de residuo del proceso Componente CaSO4 MgSO4 H2SO4 CO2 Agua Inertes a) Piedra caliza: % 8.05% de H2SO4. estando formada la parte residual por componentes inertes y materiales insolubles.12 Entonces la composición de la piedra caliza será: Profesor: Marco Polo Fuentes Semestre: 2011-II . 0. 03 % 62.255 = 10. Determinar la cantidad de lodo producido si se emplean 100 kg por día de coagulante alúmina. 14 H2O + 3 Ca(HCO3)2 → 2 Al(OH)3 + 3 CaSO4 + 14 H2O + 6 CO2 (3 puntos) SOLUCION a) Método 1 Pesos moleculares Al2(SO4)3 .49 1.12 10. una solución de sulfato de aluminio se emplea como un coagulante para producir un flóculo de hidróxido de aluminio (lodo). 14 H2O = 594 Al(OH)3 = 78 Lodo producido: Profesor: Marco Polo Fuentes Semestre: 2011-II .66 0.25 3.38 Kg Pregunta 4 En el tratamiento de agua potable.20 100.00 Para reaccionar el MgCO3: H2SO4 teórico = 6.31 36.Práctica Calificada N° 2 QUÍMICA INDUSTRIAL 4°C9 Componente CaCO3 MgCO3 Inertes Total b) % H2SO4 en exceso Cálculo del H2SO4 teórico: Para reaccionar el CaCO3: Kg 6. La reacción estequiométrica es la siguiente: Al2(SO4)3 .125 + 4. Práctica Calificada N° 2 QUÍMICA INDUSTRIAL 4°C9 b) Método 2 Coagulante Al2(SO4)3 14 H2O Total Luego el lodo producido: Kg 342 252 594 % peso 57.00 Pregunta 5 Cada día se tratan 3 780 m3 de agua residual en una planta depuradora municipal. (3 puntos) SOLUCION Tener en cuenta: 220 mg/l = 220 x 10-6 Kg/l 5 mg/l = 5 x 10-6 Kg/l Y suponiendo que la corriente de lodos son solamente sólidos.42 100. entonces: Balance total: 3780 x 103 = C + L (1) Profesor: Marco Polo Fuentes Semestre: 2011-II . El afluente contiene 220 mg/l de sólidos en suspensión. El agua “clarificada” tiene una concentración de sólidos en suspensión de 5 mg/l. Determinar la masa de lodos producidos diariamente en el clarificador.58 42. Práctica Calificada N° 2 QUÍMICA INDUSTRIAL 4°C9 Despejando: C = 3780 x 103 – L Balance de sólidos: (3780 x 103) (220 x 10-6) = (5 x 10-6) C + L Reemplazando (2) en (3) y desarrollando: 831.999995 L L = 812.90 – 5 x 10-6 L + L 831.90 = (-5 x 10-6 + 1) L 812.6 – 18.7 Kg (3) (2) Profesor: Marco Polo Fuentes Semestre: 2011-II .6 = 5 x 10-6 (3780 x 103 – L) + L 831.7 = 0.6 = 18.