balance de materia con reaccion quimic

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características de la resolución de los problemas de balance de materia

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Un comparativo sobrelas diferencias que se presentan al simplificar la ecuacin de balance general cuando se utilizala metodologa de solucin de un problema con reaccin qumica mediante balances por especie molecular y balances por especie atmica.

Recordaremos la ecuacin de balance general:ACUM = ENTR SAL + GEN - CONSBalance por especie atmica:Los balances de especie atmica se describen como ENTR = SAL si se supone un estado estacionario donde ACUM= 0 y la GEN = 0 por que los tomos no se crean y CONS = 0 por que los tomos no se destruyen. A excepcin de reacciones nucleares. Se realizan ms clculos, solo emplearse en sistemas simples que incluyan una sola reaccin.

Balance por especie molecular:Los balances por especie molecular se describen que si son utilizadas en especies reactivas debe contener terminos de GEN y/o CONS. Se supone un estado estacionario, por tanto ACUM =0. Se puede tener CONS y a la vez GEN, puede haber ENTR y SAL, o puede ser todo lo contrario.

Ejemplo:Se emplea deshidrogenacion de etano.

Si es empleado el balance por especie molecular:

Si es empleado el balan ce por especie atmica:

Donde las flechas indican que al resolver cada balance de forma simultanea se obtiene una misma solucin, por tanto solo difiere por el balance empleado pero el resultado es el mismo, esto se debe a las caractersticas de cada balance ya mencionadas al inicio.

Nota. Recordar que el anlisis de grados de libertad no es el mismo.

Cundo se resuelve un problema con reaccin qumica mediante el concepto de grado de avance se utiliza la ecuacin de balance general? por qu?

La utilizacin de la ecuacin de balance general es empleada en el grado de avance de una forma implcita, por que al principio no se denota una relacin con la estequiometria, la generacin y el consumo pero sabemos que debe de ser empleada para tener una relacin con los moles de cada especie y el grado de avance, con la finalidad de conocer las incgnitas involucradas y a su vez resolver el problema.Un dato relevante es que el grado de avance es el nmero de moles (flujo molar) reaccionados de aquel componente con coeficiente estequiometrico `1, donde relacionados toma el papel de moles gastados o formados. En IQ se utiliza el smbolo (psi) que significa el grado de avance.Ejemplo:
Dicho lo anterior se resuelve de la siguiente forma:CO2 + 3H2 = CH3OH + H2OCH3OH + H2O CO2 3H2 = 0

Recordar EC. De balance general. ACUM = ENTRA SAL + GEN CONS donde es Edo. Estacionario por tanto ACUM =0. Por tanto la ecuacin queda as:ENTR + GEN = SAL + CONS

Se denota que la ecuacion general se utiliza para ver lo reaccionado que como se menciono anteriormente hace referencia a los moles gastados o formados y a su ves la relacion del coeficiente estequiometrico con los moles y a su ves con el grado de avance.

BALANCE DEL CO2:

BALANCE DE H2:

BALANCE DEL CH3OH:

BALANCE DE H2O:

Denotamos que el grado de avance puede ser obtenido del balance de materia de cualquier componente que con la ayuda de la ecuacin general de forma implcita se resuelve el problema y en efecto se obtiene lo deseado y como conclusin:Grados de avance del reactor son 25 mol/s y el grado de avance del sistema igual es 25 mol/s ya que el proceso de reaccin solo tiene lugar en un sitio: en el reactor.

BIBLIOGRAFIA:1 Principios Elementales de los Procesos Qumicos (Felder / Rousseau) (3ra. Ed. 2004) pg.: 57-652 BALANCE DE MATERIA CON REACCION QUIMICA consultado en: http://www1.herrera.unt.edu.ar/faceyt/iiq/files/2012/03/Balance-de-Materia-con-Reacci%C3%B3n Qu%C3%ADmica.pdf3 EL GRADO DE AVANCE DE UNA REACCION Y SU APLICACION A LA ESTEQUIOMETRIA Y AL EQUILIBRIO QUIMICO consultado en: http://sgpwe.izt.uam.mx/files/users/uami/hja/file/BMat_CBS/Grado_Avance_reaccion09P.pdf