PROCESOS QUÍMICOS CON REACIÓN UNIDAD 4

CONCEPTOS BÁSICOS REACCIÓN QUÍMICA: es un cambio químico en el que una o más sustancias se convierten en otras sustancias.

Tipos de reacciones químicas Sentido Reversibles Irreversibles Fase Homogénea Heterogénea Energía Endotérmica Exotérmica Catalizador

CONDICIONES DE OPERACIÓN Las condiciones de operación en un cualquier proceso químico, son las variables que se pueden modificar o no a las cuales se llevará a cabo dicho proceso. Las condiciones más comunes son: T, P, V.

VELOCIDAD DE REACCIÓN FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN Presión Temperatura Concentración Catalizador Naturaleza de los rectivos FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN

ESTEQUIOMETRÍA Estudia las relaciones entre las cantidades de reactivos y productos que intervienen en reacciones químicas (Brown, capítulo 3)

4NH3(g) + O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(l) CONCEPTOS BÁSICOS ECUACIÓN QUÍMICA Y COEFICIENTES ESTEQUIOMÉTRICOS: Una ecuación química es una representación simbólica de una reacción química obedeciendo la ley de conservación de la materia. Los coeficientes en una ecuación química indican el número de moles involucrados en la reacción. Por ejemplo: 4NH3(g) + O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(l)

CONCEPTOS BÁSICOS REACTIVO LIMITANTE Y REACTIVO EN EXCESO: El reactivo limitante es aquel reactivo que se encuentra en una cantidad menor a la necesaria para reaccionar con otro reactivo. El reactivo en exceso es aquel que se encuentra en una cantidad mayor a la necesaria para reaccionar con otro reactivo.

CONCEPTOS BÁSICOS EFICIENCIA Y RENDIMIENTO: La eficiencia (ƞ) se expresa como porcentaje y relaciona la cantidad de reactivo que se ha convertido en el producto deseado, con la cantidad que ha sufrido una transformación química. El rendimiento de una reacción se refiere a la cantidad obtenida del producto deseado, a partir de los reactivos introducidos en un proceso químico.

CONCEPTOS BÁSICOS PUREZA: Las sustancias que se alimentan a un reactor, generalmente no son 100% puras, se encuentran como mezclas.

EJERCICIO Se tiene la siguiente reacción CaO + 2HCl → H2O + CaCl2 Si 123g de CaO al 70% de pueza reacciona con 378g de HCl al 38% de pureza: ¿Qué cantidad de CaCl2 se produce? Si después de un análisis de laboratorio se descubre que se obtienen 75 de CaCl2 ¿cuál es el rendimiento de la reacción?

EJERCICIO Se tiene la reacción 4FeS + 7O2 → Fe2O3 + 4SO2 Si reacciona 1 Ton de FeS al 90% de pureza y la reacción tiene un rendimiento del 85% ¿Qué cantidad de oxígeno se requiere para que reaccione todo el FeS? ¿Qué cantidad de productos se obtiene?

PROCESOS UNITARIOS A diferencia de las operaciones unitarias, los procesos unitarios son aquellos en los que se llevan a cabo cambios químicos (reacciones químicas) Combustión Calcinación Neutralización Electrólisis Hidrogenación Fermentación Saponificación

Procesos Unitarios Combustión: Reacción entre un comburente y un combustible con desprendimiento de luz o calor Calcinación: Por calentamiento en ausencia de oxígeno, se descomponen carbonatos en óxidos metálicos, CO y CO2 Neutralización: Reacción entre un ácido y una base para formar una sal y agua Electrólisis: Descomposición de un compuesto en sus iones por el paso de una corriente eléctrica. Hidrogenación: Saturación de los compuestos orgánicos insaturados a partir de la reacción con H2. Fermentación: Descomposición de azúcares o glúcidos de los alimentos por medio de enzima o microorganismos Saponificación: Un ácido graso en presencia de una base fuerte forma una sal de ácido y un alcohol glicerol

EJERCICIO En base al siguiente diagrama contesta lo que se pide:

EJERCICIO ¿De qué tipo de proceso unitario se trata? Describa las condiciones bajo las cuales se lleva el proceso Escribe las ecuaciones que se llevan a cabo. Calcula la cantidad de productos finales que se obtienen.