Una industria productora de ácido sulfúrico (H2SO4)que emplea Diesel para su funcionamiento maquinarias; contamina con óxidos de azufre, cuyo contenido de azufre corresponde al 1.0% y el volumen empleado al día es de 525Kg. Calcule la concentración de SO2 presente en los gases emitidos, asumiendo que la emisión generada corresponde a 2.0 Nm3 por Kg de combustible empleado. Exprese la respuesta en Nm3 (trabaje a condiciones normales de temperatura y presión.

Respuestas

Respuesta dada por: paulrada

Datos:

m diesel = Masa de diésel = 525 Kg

CS = Concentración de azufre= 1%

C SO₂ = Concentración de SO₂ en los gases emitidos en Nm³ @ CN = ?

V gases = Volumen de gases emitidos = 2.0 Nm³/kg Diesel

Solución:

- El diésel es hidrocarburo formado por cadenas de Carbono (C), hidrógeno y en nuestro ejemplo además contiene 1% de azufre (S). Para producir energía motriz para mover las máquinas, el diésel reacciona con oxígeno (O₂) gaseoso del aire y se forma una reacción de combustión donde se forma CO₂, H₂O y SO₂:

Diesel(l) + O₂(g) → CO₂(g) + H₂O(g) + SO₂(g)

- Del enunciado del problema se conoce que se producen gases de combustión en una relación de 2.0 Nm₂/kg diésel, Entonces la cantidad de gases de combustión emitidos, son:

Vgases = 2.0 Nm³/Kg Diesel x 575 Kg

→ V gases= 1150 Nm³

- Como la cantidad de azufre (S) presente en el Diesel es 1%, quiere decir la masa de azufre (ms) es igual a:

ms = 575 kg Diesel x 1/100

→ ms= 5.75 kg de S

- El número de moles de azufre (ns) es igual a su masa sobre su peso molecular (PM S = 32 g/mol).

Ns = 5,75 kg/(32 g/mol x 1kg/1000g)

→ Ns = 179, 6875 mol de S

- En la reacción de combustión por cada mol de azufre presente en el diesel se forma un mol de SO₂, entonces los moles de SO₂, son:

NSO₂ = 179,6975 mol S x 1 mol SO₂/1mol S

→ NSO₂ = 179.6875 moles SO₂

- A condiciones normales (P = 1 atm y T = 0°C (273°K)), se tiene que el volumen de SO2, aplicando la ley de los gases es: