Question

Dos soluciones acuosas de ácido sulfúrico que contienen 20% en peso de h2so4 (gravedad específica de 1.498) se mezclan para formar una solución 4 molar (gravedad específica de 1. 213). Dibuje el diagrama, calcule la fracción masica del H2SO4 en la solución del producto. Tomando como base 100kg de la solución de alimentación al 20% dibuje el diagrama de proceso, indicando masa y volumen, calcule a proporción de alimentación en litros de alimentación en solución al 20 y 60%​

Answer 1

• Para la alimentación al 20% la proporción de la alimentación  al producto es aproximadamente el 25%

• Para alimentación al 60% resulta en 74.09 %

Solución  

% m/m= 20

sg= 1.498= gravedad especifica

• DENSIDAD DE LAS SOLUCIONES

d= sg * densidad del agua a 4°C

d= 1.498 *  1000 Kg/m3= 1498 Kg/m3

• CONCENTRACIÓN MOLAR

molaridad = moles soluto/ Volumen solución

Solución base = 100 Kg al 20%

% masa = masa soluto/ masa solución

masa soluto= % masa *  masa solución

masa soluto= 0.20 * 100 Kg = 20 Kg de H2SO4  

densidad = d= masa solución / Vsolución

d= 1498 Kg/ m3= 100 Kg/ V solución            

V solución = 100 Kg/ 1498 Kg/ m3 = 0.06676 m3 * 1000 L/m3= 66.76 L

Entonces la molaridad

moles soluto = masa soluto /PM = 20 Kg / 98 Kg /mol/Kg=0.20408 mol

Molaridad M= 0.20408 mol/66.76 L = 0.0030569 molar

           

• MEZCLA SOLUCIÓN 1+2  PARA FORMAR 3

Las soluciones 1 y 2 son muy diluidas y se mezclan para formar  una 4 M  al mezclar las queda una solución resultante

densidad de 4M = 1.213 *  1000 Kg/m3= 1213 Kg/m3

molaridad 1 +molaridad 2 = 4      

0.0030569 = moles/ V solución  

Volumen solución 4 M = masa alimentación 20%  /1213 Kg /m3= 20 Kg/1213 Kg/m3

Volumen solución 4M= 0.016488 m3*1000 = 16.488 L

• Proporción de alimentación en litros  con relación a  4 M es

Proporción = 16.488 L/66.76 L = 24.697 aproximadamente el 25 % en volumen

   

• Si es al 60%

masa soluto = 0.60* 100 Kg = 60 Kg

moles soluto  = 60 Kg/98 Kg/Kg mol = 0.61225

Molaridad = 0.61225/ 66.76 L = 0.009171

Volumen solución 4 M = masa alimentación 60%  /1213 Kg /m3=  60Kg/1213 Kg/m3

Volumen solución = 0.049464 m3*1000= 49.464 Litros

• Proporción de alimentación en litros  con relación a  4 M es

Proporción = 49.464 litros/66.76 Litros = 0.7409

Porcentaje = 0.7409.*100= 74.09 %  

La herramienta no permite hacer diagrama pero esta explicado por pasos