BM_Problemas 2016

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ISFD Nro. 29 - Merlo BALANCE DE MASA 
 
PROBLEMAS 
 
1) El residuo proveniente de cierto proceso contiene 10% de sal y 90% de agua, se la diluye con agua que 
contiene 0.5% de sal. ¿En qué relación se deben mezclar ambas corrientes para dar una solución que contenga 
1% de sal disuelta? 
 
2) Se desean preparar 6500 kg de acetato de etilo industrial que debe cumplir con normas IRAM que exigen un 
contenido mínimo de éster de 85% y una acidez mínima del 1% expresada como HAc, se disponen de tres 
partidas de las siguientes características: 
corriente % acetato % acidez % agua 
1 87 2 11 
2 89 0.5 10.5 
3 79 1 20 
¿Cuántos kg de cada partida se deben tomar para una mezcla que cumpla con las normas citadas? 
 
3) Un residuo ácido proveniente de una nitración contiene 23% de HNO3; 57% de H2SO4 y 20% de H2O (en 
peso). Este residuo debe concentrarse hasta un 27% de HNO3 y 60% de H2SO4 por el agregado de solución de 
H2SO4 al 93% y HNO3 al 90%. Calcular las masas de residuo y ácidos concentrados que deben mezclarse para 
100 kg de la mezcla indicada. 
 
 
4) En el diagrama se muestra una columna de destilación típica, junto con la información conocida para cada 
corriente. Calcular las relaciones a) caudal de destilado/caudal de alimentación, b) caudal de destilado/caudal de 
residuo. Nomenclatura: mA=masa de alimentación, mD=masa de destilado, mR=masa de residuo. 
m A
m R
m D
35% etanol
65% agua
85% etanol
15% agua
95% agua
5% etanol 
 
5) Una industria de proceso químico (IPQ) destila 10000 kg de una solución al 20% de acetona en agua. Se sabe 
que se pierden 50 kg de acetona pura en el residuo acuoso. La acetona destilada contiene 90% de acetona y el 
resto agua. Hallar las masas del residuo y del destilado. 
 
6) Una solución de K2CrO4 en agua contiene 14% de sal. Se toman 1000 kg de esta solución y se los carga a un 
evaporador donde se sacan 300 kg de agua. El resto de la solución se enfría a 20°C. Calcular la cantidad de 
cristales que se forman si la solubilidad del K2CrO4 a 20°C es de 10 g sal/100 g de solución. 
 
7) 1000 kg de solución de Na2CO3 en agua a 30°C (solub. 30%) son enfriados a 10°C cristalizando el 
decahidrato. Las aguas madres son concentradas a 30°C hasta saturación por evaporación, volviéndose a 
cristalizar más tarde a 10°C. Hallar la cantidad de cristales que se obtienen considerando que la solubilidad del 
Na2CO3 a 10°C es de 12.5%. 
 
8) Se envía etileno (CH2=CH2) puro a un reactor de polimerización, cuando la reacción alcanzó el 50% se separa 
de la mezcla obteniéndose un producto que contiene 90% de polietileno (-[CH-CH]n-) y 10% de etileno, y 
además un vapor que es etileno puro. El vapor es reciclado enviándose al mezclador que alimenta al reactor. 
Calcular la relación de moles de etileno reciclado a moles de etileno fresco. 
 
 
9) Una corriente de alimentación que contiene hidrocarburos de C8 y C10 se separa mediante destilación en tres 
corrientes: una corriente de tope, una corriente media y un residuo. Se sabe que la corriente superior contiene el 
ISFD Nro. 29 - Merlo BALANCE DE MASA 
50% de hidrocarburos de C8 que entra en la corriente de alimentación. Hallar la cantidad de cada una de las 
corrientes de salida de la torre de destilación sobre la base de 100 toneladas de alimentación. Las composiciones 
se indican a continuación: 
 
 alimentación (%) tope (%) medio (%) residuo (%) 
C8 30 51.6 30 14.6 
C10 70 48.4 70 85.4 
 
10) Se piensa desalinizar agua de mar por ósmosis inversa usando el proceso que se muestra en la figura. Usar los 
datos de la figura para determinar: 
 (1) la velocidad de extracción de salmuera de desperdicio (kg/h) [B] 
 (2) la velocidad de producción de agua desalinizada (considerada como agua potable)[D] 
 (3) la fracción de salmuera que sale de la celda de ósmosis (que actúa esencialmente como 
 separador) para ser recirculada [R/corriente salida de la celda] 
Recirculación de salmuera
Desperdicio
Agua desalinizada
Agua de mar
Celda de ósmosis
inversa4% de sal3.1% de sal
5.25% de sal
500 ppm de sal
D
B
R
A E
 
A = 100 kg.h-1 
 
 
 
 
Respuestas: 
 
1) Relación 18 a 1 
2) mA: 1392.86 kg, mB: 2785.71 kg, mC: 2321.43 kg 
3) mE: 41.69 kg mN: 19.35 kg mS: 38.96 kg 
4) mD/mR : 3/5 
5) mR: 7833.33 kg mD: 2166.67 kg 
6) mC: 77.78 kg 
7) mC: 799.3 kg 
8) mR/mE: 8/10 
9) mT: 29.07 tn mM: 30.1 tn mR: 40.83 tn 
10) i) 58,654 kg/h; ii) 41,346 kg/h; iii) mR/salida celda=0,55107