Semana 2: procesos químicos vs. prototipos

Iniciamos con el examen de Fisicoquímica:

  1. Un gas ideal se encuentra dentro de un globo, sometido a una presión de 1 atm y tiene un volumen inicial 1 L. Se deja escapar el gas hasta alcanzar un volumen de 0.5 L. ¿Cual es la relación entre la cantidad de moles inicial y final? (cociente de proporcionalidad).
  2. ¿Qué cambio de volumen presenta un recipiente que contiene un mol de gas a una atmosfera de presión, si su temperatura cambia de 25°C a 30°C? ¿Se trata de una expansión o una compresión?
  3. El CO2 contenido en una botella de refresco ocupa 25 mL por encima del líquido a una presión de 1.2 atm y 10°C ¿Cuántas moles de CO2 tiene?
    Si la corcholata resiste hasta 2.0 atm de presión antes de descorcharse ¿Cuál es la temperatura máxima que se alcanza sin que la botella se destape? Considere solo el CO2 sobre el líquido y desprecie el cambio de solubilidad que presenta el CO2 entre las fases gas y líquida al variar la presión.
  4. Un tanque de 10 L contiene He y se encuentra a una presión de 10 atm.
    Para inflar un globo de 1 L se requiere una presión un poco mayor que la atmosférica (digamos 1.0001 atm) ¿Cuántos globos se pueden inflar con el gas contenido en el tanque si la presión final dentro del tanque debe ser igual a la presión atmosférica? Considere la presión final del globo igual a 1.0001 atm.
  5. Una burbuja de CO2 en el fondo de un refresco (a 10 cm de la superficie) tiene un volumen de 0.5 mL (0.005 L). Calcular la presión a la que está sometida si la densidad del refresco es de 1.02 g/mL. ¿Cuál es volumen que tendría la burbuja al subir a la superficie?
  6. Se desea hacer la siguiente reacción
    H2(g) + 1/2 O2(g) —-> H2O (g)
    en un contenedor de 1.5 L con 3 moles de H2 y 1.5 moles O2. Sin embargo se desea que la reacción se lleve a cabo a 10°C y 150 atm por lo que se añade un gas inerte (Ne). Calcule la fracción molar de cada gas antes de efectuarse la reacción y la cantidad (en moles) de Ne que es necesario agregar.
  7. Calcule la densidad de Xe(g) que se encuentra en un recipiente a una temperatura de 10°C a una presión de 0.5 atm

“Chemical plant” by elminium is licensed under CC BY 2.0

El primer ejercicio sobre el análisis de un proceso químicos nos dejó dudas respecto a las fuentes citadas y el tipo de información que sería útil documentar en su proyecto.

Vamos a poner de ejemplo la propuesta de uno de sus compañeros que eligió el proceso de producción de jabón a partir de grasa animal (cebo). La referencia que citó fue la siguiente:

LA QUÍMICA DEL JABÓN Y ALGUNAS APLICACIONES

¿Notaron que en dicho documento no existe un diagrama del proceso? Se trata de un artículo muy general que no lo hace un candidato para tomarlo como referencia principal. Les sugerimos dos opciones distintas (encontradas con los términos “planta de producción de jabón” en google):

Ingeniería Básica de una Planta de Producción de Jabón Sólido

Diseño de una planta de fabricación de jabón a partir de aceites vegetales usados

Reconocemos que nuestra estrategia en semestres anteriores los invitaba a realizar búsquedas de documentos de investigación, pero es momento de enfocarnos en el trabajo primordial de la ingeniería química: los procesos químicos a escala industrial.

Para la próxima sesión será necesario compartir un esquema del proceso químico representado en AutoCAD indicando las variables principales del balance de masa del mismo, para compartirlo en la red social twitter con el HT #MII2018BT1.

Realizarán un análisis similar al propuesto en la primera semana, pero en esta ocasión esperamos que sea sobre un auténtico proceso químico:

FORMULARIO

 

 

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