Question

Un reactor de flujo continuo de 2 metros cúbicos de volumen procesa un flujo volumétrico de 100 L/min que contiene el reactivo P. La concentración inicial de tal reactivo es de 100 mmol/L. Bajo estas condiciones, ¿qué concentración del reactivo P se obtendrá en la salida del reactor?

Answer 1

Respuesta:

1. INGENIERIA DE LA REACCION QUIMICA. CURSO 2008-09 1. Se dispone de los siguientes valores de la conversión de equilibrio para la reacción elemental en fase gaseosa BA ⇔ con cA0 = 1 mol/L y cB0 = 0 mol/L. T (ºC) 35 75 95 xe 0,991 0,789 0,479 Calcúlese el valor de la constante de equilibrio K para cada una de las temperaturas. A partir de esta información determínese el calor de reacción, comprobando que puede tomarse como constante. Finalmente, dibújese un esquema de las curvas de rA constante en el diagrama xA – T para esta reacción. En este caso, admitiendo comportamiento de gas ideal, la constante de equilibrio K es igual a pK y, además, teniendo en cuenta que no hay variación en el numero de moles igual a .Kc ( ) Ae Ae Ae0A Ae A B B0A Ae Be c x1 x x1c xc c c KK − = −       + === ν ν θ )C(ºT 35 75 95 Aex 991,0 789,0 479,0 cK 119,11 3,74 0,92 2 0 r RT H dt Klnd ∆ =       −= 21 0 r 1T 2T T 1 T 1 R H K K ln ∆ )K(T1 )K(T2 )mol/cal(H0 r∆ 2,208 2,248 4,18059− 2,208 2,268 3,18011− 2,248 2,268 3,17896− mol/cal0,17989H0 medr −=∆

2. conversion - temperatura 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 273 323 373 423 T, K xA 2. Considérese que la reacción irreversible en fase gas DCBA 32 ++⇒ es de segundo orden. La mezcla reaccionante inicial está formada por 50% en moles de A y 50% de un inerte. Si la reacción se desarrolla a presión y temperatura constantes, dedúzcase una expresión que muestre la variación del volumen de la mezcla con la conversión de A. Escríbase la ecuación cinética en función también de xA. ( ) ( )A0 0 AA0 x1V p p T T x1VV A 0 εε +=+= 75,0 100 100175 )0x(n )0x(n)1x(n A AA A = − = = =−= =ε 2 A 2 A 2 0A 2 A 2 0 2 A 2 0A 2 2 AA )x75,01( )x1(kc )x75,01(V )x1(kn V n kkcr A + − = + − =        == 3. Una mezcla formada por SO2 (20% en moles) y aire (80%) se introduce continuamente en un reactor de flujo en el que se desarrolla la reacción 322 2/1 SOOSO ⇔+ Dedúzcanse las expresiones que muestran la variación de los flujos molares y las concentraciones de reactivos y producto con la conversión de SO2. El reactor opera isotérmica e isobáricamente a 227 ºC y 1485 kPa.

3. Admítase que en estas condiciones la mezcla gaseosa se comporta idealmente. CB21A ⇔+ )x(FF);x(FF);x1(FF A A C C0AA A B B0ABA0AA ν ν θ ν ν θ +=−=−= 0;80,0;F80,0F20,0F;F4F CB0A0aire0B0aire 0A ===== θθ A0ACA0ABA0AA xFF);x50,080,0(FF);x1(FF =−=−= AA A0A AA0 A0AC C AA A0A AA0 A0AB B AA A0A AA0 A0AA A x1 xc )x1(V xF V F c x1 )x50,080,0(c )x1(V )x50,080,0(F V F c x1 )x1(c )x1(V )x1(F V F c εε εε εε + = + == + − = + − == + − = + − == && && && 10,0 100 10090 )0x(F )0x(F)1x(F ;mol072,0 RT py V Fy c A AA A 0A 0 0A 0A −= − = = =−= ==== ε & 4. Se efectúa la descomposición reversible en fase gaseosa de tetróxido de dinitrógeno, N2O4, para dar dióxido de nitrógeno, NO2, 242 2NOON ⇔ a temperatura constante. La alimentación consiste en N2O4 puro a 340 K y 2 atm. La constante de equilibrio de concentración a 340 K es 0,1 mol/L. a) Calcúlese la conversión de equilibrio de N2O4 en un reactor por lotes de volumen constante. b) Calcúlese la conversión de equilibrio de N2O4 en un reactor de flujo. c) Suponiendo que la reacción es elemental, exprésese la velocidad de reacción en función de la conversión para un reactor de flujo y uno por lotes.