ejercicios

Problema 1
Una alimentación acuosa que contiene el reactante A en 𝐶𝐴0 = 2
𝑚𝑜𝑙
𝑚𝑜𝑙
𝐿
en una velocidad de
alimentación 𝐹𝐴0 = 100 𝑚𝑖𝑛 se descompone en un CSTR para dar una variedad de productos. La
cinética de la conversión está representada por
𝐴 → 2,5 𝐵
La velocidad de la reacción es 𝑟 = 10𝐶𝐴 (moles/(L min))
a. Encontrar el volumen del CSTR necesario para un 80 % de descomposición de A
b. Encontrar la conversión en un CSTR de 30 L
c. ¿Qué valor de velocidad de flujo volumétrico será requerido para producir 100 mol/min de B
en un valor de 80 % de conversión?
Problema 2
La reacción de fase líquida elemental
𝐴+𝐵 →𝐶
se lleva a cabo en un reactor de 500 dm3. La concentración inicial de A es igual a la concentración
inicial de B que es igual a 2 M y la velocidad de reacción específica es 0,01 dm3/(mol*min).
a. Calcular el tiempo para alcanzar el 90% de la conversión si el reactor es un reactor batch
lleno hasta el borde.
Suponiendo una alimentación estequiométrica (10 mol A / min) a un reactor de flujo continuo, calcule
el volumen del reactor y el tiempo espacial para lograr una conversión del 90 % si el reactor es un
b. CSTR
c. PFR
Problema 3
La reacción en fase líquida
𝐴→𝐵
fue llevada a cabo isotérmicamente en un PFR y en un CSTR
CSTR
Una corriente de A puro que tiene una concentración de 1 kmol/dm3 fue introducido en el CSTR
(volumen = 50 L) en una velocidad de flujo molar de A igual a 10 kmol/min. La conversión de A
alcanzada fue igual a 0,5
PFR
Una corriente diluida de A que tiene una concentración de 0,5 kmol/dm3 fue introducida en el PFR
(volumen 50 dm3) y a una velocidad de flujo molar de A igual a 5 kmol/min. La conversión de A
alcanzada fue igual a 0,5.
¿Es posible encontrar la ley de velocidad de la reacción? Si es posible ¿El orden de la reacción es de
segundo orden? Si es afirmativa la respuesta ¿Cuál es el valor de la constante de velocidad?
Problema 4
Realice el Ejemplo 4-1, página 152, del libro guía (Fogler, 2006) utilizando la función “ode45” de
Matlab
Problema 5
Realizar el ejercicio P-29, página 217, del libro de Fogler de la tercera edición en inglés (Fogler,
1999)
Nota
1. La respuesta del literal a, para la conversión, es aproximadamente de 0,55
2. Para la realización del ejercicio, utilizando la ecuación general de balance de moles vista en
la primera unidad, realizar un balance de moles en estado no estacionario para cada CSTR
(para un CSTR en estado no estacionario, si hay acumulación).
3. Para la realización del ejercicio considerar que el flujo volumétrico inicial de A es igual al
flujo volumétrico total de entrada
Referencias bibliográficas
Fogler, H. S. (1999). Elements of Chemical Reaction Engineering (Third Edit). New Dehli: Prentice
Hall.
Fogler, H. S. (2006). Elements of Chemical Reaction Engineering (Fourth Edit). Massachusetts:
Prentice Hall.