Docente: Ing. Ruth Elizabeth Peralta Tema: Disoluciones Diluidas Integrantes: Walter Alczar Torrez 7063602Alexis Alvarado Cortez 6171077Ariel Pardo Velasco 4841733Ezequiel Lugo Chaia 10505063Miguel ngel HernaniCarrera: Ingeniera Petrolera Materia: Operacin Unitaria Curso: 5to AFecha: 12/11/15

INTRODUCION Unadisolucines unamezclahomogneaa nivelmolecularoinicode dos o ms sustancias puras que no reaccionan entre s, cuyos componentes se encuentran en proporciones variables. Tambin se puede definir como una mezcla homognea formada por undisolventey por uno o varios solutos.Estos se dividen en: Disoluciones diluidas Disolucinconcentrada Disolucininsaturada Disolucinsaturada: DisolucinsobresaturadaUn ejemplo comn podra ser un slido disuelto en un lquido, como lasalo elazcardisueltos en agua; o incluso eloroenmercurio, formando una amalgama. Tambin otros ejemplos de disoluciones son el vapor de agua en el aire, el hidrgeno en paladio o cualquiera de las aleaciones existentes.MARCO TEORICO Disoluciones empricasTambin llamadas disolucionescualitativas, esta clasificacin no toma en cuenta la cantidad numrica de soluto y disolvente presentes, y dependiendo de laproporcinentre ellos se clasifican de la siguiente manera: Disolucindiluida: es aquella en donde la cantidad de soluto que interviene est en mnima proporcin en unvolumendeterminado. Disolucinconcentrada: tiene una cantidad considerable de soluto en unvolumendeterminado. Disolucininsaturada: no tiene la cantidad mxima posible de soluto para unatemperaturaypresindadas. Disolucinsaturada: tienen la mayor cantidad posible de soluto para una temperatura y presin dadas. En ellas existe un equilibrio entre el soluto y el disolvente. Disolucinsobresaturada: contiene ms soluto del que puede existir en equilibrio a una temperatura y presin dadas. Si se calienta una solucin saturada se le puede agregar ms soluto; si esta solucin es enfriada lentamente y no se le perturba, puede retener un exceso de soluto pasando a ser una solucin sobresaturada. Sin embargo, son sistemas inestables, con cualquier perturbacin el soluto en excesoprecipitay la solucin queda saturada; esto se debe a que semezclaron.

DISOLUCIONES DILUIDASEn el caso de que el sumando del segundo miembro que no contiene el signo integral en las ecuaciones (6-74) a (6-64) sea despreciable, y para el intervalo considerado sean rectas la lnea de operacin y la de equilibrio, el clculo del nmero de elementos de transmisin se simplifica notablemente.Consideremos el clculo de NOG. El tramo recto de la curva equilibrio vendr dado por la ecuacin:

Y la recta de operacin ha de ajustarse a la ecuacin

En consecuencia, el potencial del proceso , tambin ser funcin lineal de x, es decir,

Por consiguiente.

Siendo el media logartmica de las en los extremos de la torre:

Un razonamiento anlogo para conduce a

MTODO GRFICOEmpleando la expresin 6-65 como ecuacin de definicin del elemento de transmisin tendremos que en un elemento de transmisin el enriquecimiento en una fase (y2-y1) es igual a la variacin media del potencial del proceso que origina ese enriquecimiento de acuerdo con esto, el clculo grafico se verifica del modo siguiente (Fig 6.36), suponiendo que el potencial medio del proceso sea la media aritmtica. Construidas las lneas de operacin y equilibrio se traza la lnea AB de modo que equidiste verticalmente de las lneas de operacin y equilibrio a partir de N (Composicin y2 para el vapor) se traza el segmento horizontal NP de modo que NL=NP; desde P se traza la vertical PM, estando M sobre la lnea de operacin. La unidad de transmisin ser el escaln NPM puesto que la variacin de la composicin del vapor YM-YN, es igual al potencial medio del proceso entre M y N dado por el segmento ST ya que por construccin MP=ST. A Partir de M se contina la construccin grafica del mismo modo, hasta alcanzar el punto y1 que corresponde a la composicin del gas en la parte ms baja de la torre. El nmero de elementos de trasmisin ser igual al de escalones trazados desde y2 hasta y1.Disoluciones que cumplen la ley de HenryEn el caso particular de que la disolucin diluida cumpla con la ley de Henry, el nmero de elementos de transmisin puede calcularse analticamente por medio de la ecuacin.

Siendo el coeficiente de absorcin

CHOLO

SOLUCION: CONCENTRACION DE LA ACETONA A LA ENTRADA

Acetona recuperada por kilogramo de aire de entrada

Acetona recuperada por hora y metro cuadrado de rea de seccin normal de la columna:Area de seccin normal de la columna

La altura de la columna viene dada por:

Para disoluciones diluidas:

Por consiguiente:

Por otra parte, hemos visto que para disoluciones diluidas

Por lo tanto:

En nuestro caso:

La concentracin de la acetona en el lquido de salida de la torre se calcula a partir del siguiente balance de materia:

A este valor de le corresponde Para le corresponde luego:

ARIEL

Ejemplo 6.27.- En una columna de absorcin rellena de anillos cermicos Raschig de se ha de recuperar el 99% del amoniaco contenido en una mezcla aire-amoniaco en que la presin parcial del amoniaco es 15 mm de Hg. La absorcin se efecta a 20C y 760 mm de Hg, y la columna se ha de proyectar para que entre como alimentacin 1000 Kg/h de aire. Calclese:a) La cantidad minima de agua necesaria. b) La concentracin de la disolucin liquida que abandona la columna si la cantidad de agua es 10 veces superior a la misma. c) El rea de seccin normal de la columna si la velocidad msica de la corriente gaseosa es la mitad de la inundacin.d) La altura necesaria de relleno si la altura del elemento de transmisin HOG es de 40 cm.Para las condiciones de operacin a relacin de equilibrio entre fases puede expresar por la ecuacin.y*=0.185xsiendo Y y X las concentraciones de las fases gaseosa y liquida, expresadas en fracciones molares.Solucion.- a) Concentracin del gas a la entrada y1= 15/760=0.0197 Y1=y1(1- y1)= 0.01973/0.9802= 0.02012Concentracin del gas a la salida:Y2=0.01x0.02012=0.00020 y2= 0.00020La cantidad mnima de agua a emplear corresponder a que la concentracin del lquido que abandona la torre estuviera en equilibrio con el gas que entra a la misma. De acuerdo con la relacin de equilibrio:x1=0.01973/0.1850=0.10664X1=0.10664/0.89336=0.11936Por aplicacin de un balance de materia:

b) Concentracin de la disolucin de salida. Por aplicacin de un balance de materia:

c) La cantidad total de corriente gaseosa que entra al sistema es

Amoniaco que entra al sistema:

Amoniaco que sale en la disolucin liquida:

Referiremos los clculos al fondo de la columna.Masa molecular media del gas que entra al sistema:

Densidad media del gas que entra al sistema:

Densidad del lquido que sale del sistema (aproximadamente igual a la del agua):

Cantidad total del gas en Kg/h, que entra al sistema:

Cantidad total del lquido que entra al sistema Kg/h:

En consecuencia

A este valor le corresponde (fig. 6-22) para la velocidad de inundacin ES 0.15Para los anillos cermicos Raschig de el valor de Por consiguiente

El rea de la seccin normal de la columna ser:

Y el dimetro ser:

d) El clculo de la altura de relleno lo efectuaremos teniendo en cuenta que se trata de disoluciones diluidas:

Para la parte superior:

Para la parte inferior:

Altura necesaria de relleno:

Altura de la unidad de transmisin = Una vez conocida el nmero de elementos de transmisin, ha de conocerse la altura de la unidad de transmisin para completar el clculo de la altura necesaria de relleno en la torre, En general, es necesario disponer de datos experimentales de las alturas de la unidad de transmisin o de los coeficientes de transporte de materias; datos que suelen obtenerse en plantas pilotos, sin embargo la acumulacin de datos experimentales sobre la altura de la unidad de transmisin para los casos ms sencillos ha permitido encontrar algunas relaciones que permiten su clculo sin necesidad de acudir a determinaciones experimentales.Vamos a considerar en primer lugar las relaciones existencia entre las alturas de los elementos de transmisiones individuales y globales. Como ya hemos indicado, la resistencia al transporte de materia en la absorcin y desorcin es igual a la suma de las resistencias debidas al gas y al lquido, de tal modo que.

Mediante un clculo sencillo, en el que se introducen algunas igualdades aproximadas, se obtienen a partir de las ecuaciones (6-38 y 6-39) las expresiones simplificadas para estas son:

La ecuacin 6-69 relaciona HOG con 1/A por medio de una recta de pendiente HL y ordenada en el origen HG por consiguientes, si se representa HOG frente a 1/A se pueden calcular HL y HG en consecuencia, las ecuaciones 6-69 y 6-70 podran emplearse para calcular HL y HG a partir de HOL YHOG pero no resulta muy sencillo ya que 1/A = mG/L no se constante debido a la variacin de la pendiente de la curva de equilibrio. En general se calcula de HL y HG se determinan HOL YHOG segn las relaciones anteriores Calculo de HL = Sherwood y Halliday dan la siguiente ecuacin emprica para el clculo de este factor;

Siendo: = constantes para cada tipo de relleno, dadas en la tabla 6-6 L = longitud msica del lquido Kg/h*m2 = viscosidad del lquido, Kg/h*m. = Modelo de Schmidt para un lquido.

Calculo de HG = Fellinger propone la siguiente ecuacin emprica:

Siendo: ,, = constantes para cada tipo de relleno dadas en la tabla 6-7 L y G = velocidad msicas de lquidos y el gas, Kg/h*m2 = modelo de Schmidt para el gas.

Ejemplo 6-28. En una torre de absorcin se trata una mezcla gaseosa que contiene un gas soluble en el lquido absorbente, En las condiciones de operacin las composiciones de equilibrio vienen dadas por la expresin:

Siendo X y Y las relaciones molares de componentes solubles a componente inerte en las fases liquidas y gaseosa, respectivamente. Experimentalmente se ha encontrado que las composiciones extremas son:Relaciones molaresCspide (superior)Fondo( inferior)

X00,08

Y0,0010,009

Calclese:a) El nmero de etapas tericas.b) El nmero de elementos de transmisin c) La altura de relleno si HG = 35 cm y HL = 25 cmSolucin:A. Factor de absorcin: = 1,6667= 0,10

B. Nmero de elementos de transmisiones

Puesto que

((C. Altura del rellenoHG = 35 cm. HL = 25 cm.

Aplicando la ecuacin de 6-70

Altura de relleno: