PRACTICA N° 3 BALANCE DE MATERIA SIN REACCIÓN QUÍMICA EN TANQUES

  UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN

FACULTAD DE INGENIERIA DE PROCESOS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA

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PRACTICA N° 3

BALANCE DE MATERIA SIN REACCIÓN QUÍMICA EN TANQUES

DOCENTE:

ING.  LILIA MARY MIRANDA RAMOS

ASIGNATURA:

LABORATORIO DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA

INTEGRANTES:

• COJOMA JARA ALEXANDRA ESTEFANY
• MAYHUIRE QUISPE  ROSSALY

AREQUIPA – PERU

2019

PRÁCTICA DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA N° 3

BALANCE DE MATERIA SIN REACCIÓN QUÍMICA EN TANQUES

1. OBJETIVO

• Comprobar prácticamente el proceso de acumulación en un balance de tanques no estacionario.
• Comprobar prácticamente el proceso de acumulación en un balance de tanque no transitorio.
• Comparar la practica con el Modelo Matemático del taque estacionario y del tanque no transitorio.

1. FUNDAMENTO TEORICO

Los balances de materia permiten conocer los caudales y las composiciones de todas las corrientes de sistema. En un proceso en el que tienen lugar cambios el balance de materia informa sobre el estado inicial y final del sistema. Los balances se plantean alrededor de un entorno, una determinada región el espacio perfectamente delimitada. El balance de material tiene la forma.

SALIDA – ENTRADA+ ACUMULACION=GENERACION

Según el caso ante el que nos encontremos este balance puede ser modificado, desapareciendo algunos de sus miembros.

En un sistema de régimen no estacionario las variables físicas, química, mecánica y termodinámicas del sistema no permanecen constantes con el tiempo.

La ley de conservación puede aplicarse a la masa total del sistema o la de cualquier componente individual que pertenezca a este. Partiendo de la ley de conservación:

SALIDA-ENTRAD+ACUMULACION=GENERACION

SALIDA-ENTRADA: Cantidad de propiedad que cruza los límites del sistema en uno u otro sentido por unidad de tiempo.

ACUMULACION: Cantidad de propiedades existente en el sistema en un momento dado menos la que había un instante inmediatamente anterior dividido entre el intervalo de tiempo. Puede ser positiva o negativa, según la cantidad de propiedad contenida en el sistema aumente o disminuya.

GENERACION: Cantidad de propiedad que aparece o desaparece dentro el sistema por unidad de tiempo, sin estar presente inicialmente en el sistema y no hiendo atravesando sus límites. Puede ser positiva o negativa según parezca o desaparezca propiedad. Concretamente en nuestra experiencia la generación es nula.

BALANCE TOTAL DE MATERIA EXPRESADO UNA MASA.

Es una magnitud conservada, ya que el termino e generación es nulo. El balance de materia se expresa como:

 - + = 0 donde[pic 2][pic 3][pic 4]

m2: caudal másico de salida (Kg/s)

m1: caudal másico de entrada(Kg/s)

M: cantidad de materia total(Kg)

Obsérvese que el termino de generación es nulo.

Si las densidades de las corrientes de entrada y salida admitimos que son contantes en toda la selección, aunque corriente a corriente seas distintas, el balance anterior se puede expresar en función del caudal volumétrico QL(m3/s) y la densidad (Kg/m3):[pic 5]

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Si admitimos que la densidad es constante en todo el sistema (como en nuestro caso), se puede escribir como:

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Balance de componentes en unidades másicas.

En el caso de que no suceda ninguna reacción química el termino de generación será nulo. El balance queda como:

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Mj: caudal parcial másico (Kg comp.j/s).Se halla como mj=QL.QL.

Cj : Concentración másica del componente  j contenida en el sistema(Kg comp.A/m3)

Mj : Cantidad del componente j contenida en el sistema(Kg)

En nuestro caso la generación es, cuando el volumen no permanece constante (las corrientes de entrada y salida varian). La concentración de la corriente de salida coincide con la concentración del interior del sistema (tanque perfectamente agitado) y la densidad  permanece contante. Por ello podemos escribir:[pic 9]

 donde[pic 10]

Cj2=Cj

QL2=QL1=QL

En nuestro caso el termino QL.Cj1 es nulo debido a que HCl no entra al sistema por medio de una corriente si no que es añadido puntualmente con una probeta al inicio del experimento y ya no vuelve a agregarse más.

1. MATERIALES Y RECTIVOS

• Sistema de tanques del laboratorio de operaciones unitarias.
• Bureta 50ml.
• Soporte de buretas
• Pipeta de 10ml.
• Vasos de 250ml.
• Balde graduado en volumen para medir
• Cronometro
• Ácido muriático
• Agua
• Hidróxido de Sodio
• Fenolftaleína

1. PROCEDIMIENTO

• Lavar los tanques para retirar el óxido que tiene adherido.
• Preparar 8 litros de solución con 4g/l de ácido muriático (HCl) cuyas características son las siguientes: concentración 19% de HCl, densidad 1.09 g/ml.

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• Alimentar esta solución al tanque central, teniendo en cuenta que la válvula este completamente cerrada.

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• En el tanque superior llenar 8 l de agua pura, cuidando que la válvula esté completamente cerrada.

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• Tomar una muestra del tanque central de 5 ml y titular con solución de hidróxido de sodio 0.1 M preparado previamente, usar como indicador fenolftaleína, anotar el gasto para determinar la concentración de esta solución en g/l. Luego abrir simultáneamente las válvulas del tanque superior y del central a un flujo de 0.4 l/min, respectivamente y agitar constantemente con la paleta el tanque central. Iniciando desde este momento la medición del tiempo mediante un cronometro tomando una muestra de la solución que sale del tanque central cada minutos y titulándolo con solución de hidróxido para calcular su concentración en g/l.

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1. NORMAS DE SEGURIDAD

• Tener mucho cuidado al preparar las soluciones del experimento considere que no se hecha agua sobre el ácido sino acido sobre el agua.
• De contactar con los reactivos lavarse con abundante agua para evitar quemaduras

1. CUESTIONARIO

1.  Preparar con los datos de tiempo practico y teórico una grafica de comparación, analizar y comentar lo observado.

DATOS PARA TANQUES CON CARGA Y DESCARGA CONTINUA

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