PROBLEMAS RESUELTOS SIDERURGIA II

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PROBLEMA N°01

Una mezcla de gases de CO: 50%, CO2: 25%, H2:25% (por volumen) se alimenta a un horno a 900ºC. ¿Cuál es la composición de equilibrio del gas si la presión total es de 1 atm en el horno?

Datos:[pic 11]

SOLUCION:

La mezcla gaseosa tiende a reaccionar unos con otros (los gases) hasta establecer el equilibrio de la reacción:
        [pic 12]

[pic 13][pic 14]

        [pic 15]

PROBLEMA N°02

Una mezcla gaseosa de la siguiente composición en volumen CO: 30%, CO2: 10%,

H2:10%, y N2: 50% entra como alimentación a un horno de fundición a 927ºC (1200K).

Calcule la composición del equilibrio de la mezcla gaseosa suponiendo que la presión total en el horno es de 1 atm a partir de los siguientes datos:

[pic 16]

Suponga que todos los gases se comportan idealmente

SOLUCION

Cuando la mezcla gaseosa que contiene CO, CO2 y H2, el N2 es inerte alimenta el horno, los gases tenderán a reaccionar unos con otros hasta establecer el equilibrio de la reacción

        [pic 17][pic 18]

                                        [pic 19]

PROBLEMA N°03        

Las constantes de equilibrio para la reacción (H2) + |𝐎|Fe,wt% =   (H2O) en el rango de 1580°C a 1773°C está dado por LogK =         - 3,07 calcular[pic 20]

1. La expresión para la ∆G° como una función de la temperatura.
2. b) Calcular la ∆G° para la reacción 𝟏⁄𝟐 (𝐎2) = |𝐎|Fe,wt% a 1620 °C a partir de los siguientes datos

(𝐇2) + 𝟏⁄𝟐 (𝐎2) = (𝐇2𝐎)          𝚫𝐆 = -60.180 + 13,93 T cal

SOLUCION

1. Calculo de ∆G° en función de la temperatura                [pic 21]

PROBLEMA N°04

Entre los nuevos métodos propuestos para la producción de zinc se tiene el de la reducción con metano. La reacción es.

𝐙𝐧𝐎 (𝐬) + 𝐂𝐇4 (𝐠) = 𝐙𝐧 (𝐠) + 𝐂𝐎 (𝐠) + 𝟐𝐇𝟐 (g)

La constante de equilibrio para esta reacción determinada a 727°C es de 0,00308 y a 927°C es de 25,5. ¿Calcular la dirección en la que la reacción predominaría a cada una de estas temperaturas?
SOLUCION

La dirección a la que predominaría a cada una de estas temperaturas.[pic 22]

PROBLEMA N°05

Dados los siguientes calores de formación encontrados, calcular el calor de oxidación de la plata a Ag2 O, por kilogramo de plata

(𝐀𝐠2𝐎, 𝐍2𝐎5); ∆𝐇 = −𝟒𝟔𝟏𝟎𝟎 𝐊𝐜𝐚𝐥/𝐦𝐨𝐥

(𝐀𝐠, 𝐍, 𝐎3); ∆𝐇 = −𝟐𝟗𝟒𝟎𝟎 𝐊𝐜𝐚𝐥/𝐦𝐨𝐥

(𝐍2, 𝐎5); ∆𝐇 = +𝟔𝟎𝟎 𝐊𝐜𝐚𝐥/𝐦𝐨l

SOLUCIÓN:

Vamos a ordenar los datos de que disponemos en términos de reacciones termodinámicas:
a. Ag2 O + N2O5 ↔ 2AgNO3; ∆H = −46100

b. Ag + N + O3 ↔ AgNO3; ∆H = −29400

c. N2 + O5 ↔ N2 O5; ∆H = +600

Si invertimos el sentido de las reacciones (a) y (c), y multiplicamos la (b) por 2, tendremos:

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