Calcular la cantidad de calor generada al disolver NaOH

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL Facultad de Ingeniería Química Carrera de Ingeniería Química Docente: Ing. Desireè Àlvarez Macias, MSc. Asignatura Balance de Energía Paralelo IQI – S – CO – 5 – 1 Grupo (U3) TC4 – G1 Integrantes Albàn Ulloa Michael Eduardo Alcìvar Velàsquez Josselyn Liseth Malavè Guaranda Sara Angie Paredes Rivera Rosario Georjina Marlon Leonarlo Jiron Rodrìguez Andrade España Karen Nicole Salinas Guerrero Pablo Aldair Año Lectivo 2022 - 2023

UNIDAD 3 Fecha de entrega: miércoles, 16 de febrero de 2022

TRABAJO COLABORATIVO No. 1.

Nombres

Apellidos Albán Ulloa (Coordinador)

2. 3. 4. 5. 6. 7.

Josselyn Liseth Sara Angie

Alcívar Velásquez Malavé Guaranda

Rosario Georjina

Paredes Rivera

Marlon Leonardo Karen Nicole Pablo Aldair

Jiron Rodríguez

Michael Eduardo

Andrade España Salinas Guerrero

Pregunta #1 Calcular el cambio de entalpia para un proceso en el que se disuelven 2 moles de cianuro de potasio (kcn) en 400 moles de agua a 50ºc Datos Soluto: 2 moles de Cianuro de Potasio (KCN) Solvente: 400 moles de agua Temperatura: 50ºc Resolución 𝐻2 𝑂 (1,50ºc) → 𝐻2 𝑂 (1,25º𝑐) 25

25

25

∆Ĥ = ∫50 𝐶𝑝 𝑑𝑇 = ∫50 0,0754 𝑑𝑡 = ∫50 (0,0754 ∗ 25) − (0,0754 ∗ 50) = −1,885 𝑘𝑗 −∆Ĥ𝑠 (25º𝑐, 200) ∆Ĥ = 𝑛∆Ĥ𝑠 = 2mol KCN ∗

3 𝑘𝑐𝑎𝑙 4,184 𝐾𝐽 ∗ 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐶𝑁 𝐾𝐶𝑎𝑙

𝑛∆Ĥ𝑠 = 25,10 KJ Q = ΔĤ = Σ sal ni ΔHi – Σent ni ΔHi ΔH= 25,10 KJ – (- 1,885 KJ) ΔH = 26,985 KJ

Pregunta #2 Calcular la cantidad de calor en un proceso de disolución en el que se genera 150 kg/h de una solución de NaOH al 15% y a 50ºc a partir de NaOH (s) a 25º c y agua liquida a 75ºc. 𝐽 𝑚𝑜𝑙 º𝑐

𝐶𝑝𝐻2 𝑂 = 74,5

𝐶𝑝𝑁𝑎𝑂𝐻 (𝑎𝑐) = 1,48

𝐾𝐽 𝐾𝑔 º𝑐

NaOH(s) 25ºC NaOH (ac)15%

Disolución

H2O(l), 75ºc

50 ∆𝐻 + ∆𝐸𝑐 + ∆𝐸𝑝 = 𝑄 – 𝑊𝑒 ∆𝐻 = 𝑄

𝑛̇ 𝑁𝑎𝑂𝐻 =

150𝑘𝑔 0,15𝑘𝑔 𝑁𝑎𝑂𝐻 103 𝑚𝑜𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑥 𝑥 = 562,5 ℎ 𝑘𝑔 39,9𝑘𝑔 ℎ

𝑛̇ 𝐻2𝑂 =

150𝑘𝑔 0,85𝑘𝑔 𝐻2 𝑂 103 𝑚𝑜𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐻2𝑂 𝑥 𝑥 = 7083 ℎ 𝑘𝑔 18,0𝑘𝑔 ℎ

𝒏̇ 𝒆𝒏𝒕𝒓𝒂𝒅𝒂

Sustancia

𝒏̇ 𝒔𝒂𝒍𝒊𝒅𝒂

̂ 𝒔𝒂𝒍𝒊𝒅𝒂 𝑯

0

-

-

̂2 H

-

-

𝑁𝑎𝑂𝐻

NaOH(s)

564 mol

𝐻2𝑂 (l)

7083 mol

NaOH (ac)

̂ 𝒆𝒏𝒕𝒓𝒂𝒅𝒂 𝑯

ℎ H2 O h

-

-

564 mol

𝑁𝑎𝑂𝐻 ℎ

𝑁𝑎𝑂𝐻 (𝑔, 25℃) → 𝑁𝑎𝑂𝐻 (𝑔, 75℃) 75 ℃

̂ = ∫ 𝐶𝑝 (𝑇)𝑑𝑇 ∆𝐻 25 ℃

75 ℃

̂ ∫ 𝐶𝑝 (𝑇)𝑑𝑇 = 75,4(25) − 75,4(75) = −3770 ∆𝐻 25 ℃

𝐽 𝑘𝐽 = −3,77 mol mol

𝐻2𝑂 (𝑙, 25℃) → 𝐻2 𝑂 (𝑙, 75℃) → 𝑁𝑎𝑂𝐻 (𝑠, 25℃) → 𝐻2 𝑂 (𝑎𝑐, 50℃)

𝑛 =

7083,33 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂 = 12,59 562,5 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻

̂2 H

𝑦 = 𝑦2 + ( 𝑦 = −42, 59

𝑦2 − 𝑦1 ) (𝑥 − 𝑥1 ) 𝑥2 − 𝑥1

𝑘𝐽 𝑚𝑜𝑙

X 10 12.59 20

50℃

∆𝐻1 =

ΔĤ ∫

25℃

Y -42.51 Y=? -42.84

𝐶𝑝(𝑇)𝑑𝑇 = 1.48(50) − 1.48(25) = 37

𝐾𝐽 𝑚𝑜𝑙

Ĥ2 = ∆Hsolc + ∆H1 Ĥ2 = −42.59 + 37 = −5.59

𝑘𝐽 𝑚𝑜𝑙

∆Ĥ = Q 𝑄=∑

𝑛𝑖∆𝐻𝑖 − ∑ 𝑠𝑎𝑙

𝑄 = (562.64

𝑛𝑖∆𝐻𝑖 𝑒𝑛𝑡

𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐽 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐽 ) (−5.59 ) − (7083.33 ) (−3.77 ) ℎ 𝑚𝑜𝑙 ℎ 𝑚𝑜𝑙 𝑄 = 23558.99

𝐾𝐽 𝑚𝑜𝑙