VARIABLES DE COMPOSICIÓN

VARIABLES DE COMPOSICIÓN
A representa la masa atómica.
m (g) = número de g-at
A(at-1)
m (Kg) = número de Kg-at
A(at-1)
m (Tn) = número de Tn-at
A (at-1)
m (Lb) = número Lb-at
A (at-1)
M representa la masa molecular:
m (g)
= número de g-mol
M(mol-1)
m (Kg) = número de Kg-mol
M (mol-1)
m (Tn) = número de Tn-mol
M (mol-1)
m (Lb) = Lb-mol
M (mol-1)
COMPOSICIÓN DE MEZCLAS
Considerando un sistema formado por n componentes. Designando por la letra i a
un componente especifico de la mezcla y además consideramos:
m = peso o masa (g, Kg, Tn,Lb)
V= volumen (Lt, m3, pies3, gal)
M = masa molecular de la una sustancia (mol-1)
A = masa atómica de un elemento (at-1)
a) Porcentaje en peso:
% en peso de i = mi x100
∑mi
b) Porcentaje en volumen:
% en volumen i = Vi x 100
∑Vi
c) Fracción Atómica:
Fracción atómica de i = (mi/Ai) = N
∑(mi/Ai)
d) Fracción de masa:
Fracción de masa de i = mi = W i
∑mi
e) Fracción Molar:
Fracción Molar de i = (mi/Mi) = X
∑(mi/Mi)
∑Xi = 1
f) Porcentaje atómico:
% atómico de i = Ni x 100
g) Porcentaje en peso o masa:
% en peso de i = W i x 100
h) Porcentaje Molar:
% Molar de i = Xi x 100
MASA MOLECULAR MEDIA
M = ∑MiXi
EJERCICIOS DE APLICACIÓN
1) En el condensador de una turbina de vapor se mantiene la presión
absoluta de 3.92 Kpa. Qué marcarán los vacuómetros graduados en mm
Hg, si en un caso indica el barómetro 735 mm Hg y en otro caso 764
mm Hg?
PAbs = 3.92 Kpa(760 mm Hg/101,3Kpa) = 29.4 mm Hg
PAtm = 735 mm Hg
PAtm = 764 mm Hg
Pvac = Patm – PAbs
Pvac = (735 – 29.4) mm Hg = 705.6 mm Hg
Pvac = (764 – 29.4) mm Hg = 734.6 mm Hg
2) Se bombea agua hacia un tanque cuyo diámetro es 10 pies a velocidad
estable. El nivel del tanque se incrementa en 16 pulgadas por hora.
a) ¿Cuántos galones por minuto son bombeados?
b) Si se utiliza una tubería de 6 pulgadas de diámetro para llenar el
tanque, ¿Cuál es la velocidad del agua en la tubería en pies/mi?
3) Se mezcla 12 galones de un liquido A cuya densidad relativa es 0.77
con 25 galones de otro liquido B cuya densidad relativa es 0.86.
Calcular el porcentaje en peso de la mezcla y la densidad relativa de la
mezcla si los volúmenes son aditivos.
VA = 12 Galx(3.785 Lt/1 Gal)(1000 mL/ 1 Lt) = 45420 mL
GA = 0.77
VB = 25 Gal(3.785 Lt/1 Gal)(1000 mL/1 Lt) = 94625 ml
GB = 0.86
mB = 94625 mL x 0.86 g/mL = 81377.5 g
mA = VADA = 45420 mL x 0.77 g/mL = 34973.4 g
GA = DA
DA = GADRef = 0.77 x 1 g/mL = 0.77 g/mL
DRef
mB= VBDB = =81377.5 g
masa total = 34973.4 g + 81377.5 g = 116350.9 g
% peso de A = (34973.4/116350.9) x 100 = 30.06 %
% peso de B = (81377.5 g/116350.9 g) x 100 = 69.94
D = m/V
VT = 45420 mL + 94625 mL = 140045 mL
Dm = 116350.9 g/140045 mL = 0.83 g/mL
Gm = 0.83 g/mL = 0.83
1 g/mL
4) Un gas combustible tiene la siguiente composición molar:
O2 5%
N2 80%
CO 15% 12+16= 28
Calcular:
a) La masa molecular media
b) La composición en peso.
TAREA
Si 4500 barriles de un combustible pesado de 30°API se mezclan
con 15000 barriles de aceite de 15°API ¿Cuál es la densidad en la
escala API de la mezcla?
Solución Ejercicio 4:
B.C 100 g-mol de gas combustible
a) M = ∑MiXi = 32x0.05 + 28x0.8 + 28x0.15 = 28.1 mol-1
b) O2 5 g-mol x 32 mol-1 = 160 g
N2 80g-mol x 28 mol-1 = 2240 g
CO 15 g-mol x 28 mol-1 = 420 g
Total
2820 g
Composición:
160 g = 0.05 x 100 = 5 % O2
2820 g
2240 g = 0.79 x 100 = 79% N2
2820 g
420 g = 0.14 x 100 = 14% CO
2820