cristalizacion

1. 1. Una solución acuosa a una temperatura de 25ºC contiene 21g de
carbonato de sodio y 10g de sulfato de sodio por 100g de agua.
a) calcular la composición y peso por los cristales formados por
enfriamiento de 100g de esta solución a 17,5ºC.
b) repetir el cálculo del inciso a) cuando la solución original se
enfría hasta 10ºC.
Solución
Hallando las composiciones de los componentes se tiene
Para el Na2CO3: XF=0.16
Para el Na2SO4: XF=0.076
Para el H2O: XF=0.763
a) Como en el grafico se encuentra en la parte del carbonato de sodio,
entonces, se toma como base el carbonato de sodio, ya que es el que
cristaliza.
Enfriador
F=100g 17,5°C C=?
XF=0.16 XC=0.371
S=?
𝑭 = 𝑺 + 𝑪
𝑭 ∗ 𝒙 𝑭 = 𝑺 ∗ 𝒙 𝑺 + 𝑪 ∗ 𝒙 𝑪
Resolviendo las dos ecuaciones se tiene:
𝟏𝟎𝟎 = 𝑺 + 𝑪
𝟏𝟎𝟎 ∗ 𝟎. 𝟏𝟔 = 𝑺 ∗ 𝟎. 𝟏𝟑 + 𝑪 ∗ 𝟎. 𝟑𝟕𝟏
S=78.72g
C=21.28g
b) Haciendo lo mismo que el inciso a), se tiene, esta vez dos cristales,
una parte corresponde al Na2CO3, y otra al Na2SO4.
Luego el diagrama será:
Enfriador
F=100g 10°C Ca=?, Cb=?
XF(a)=0.16 XC(a)=0.371
XF(b)=0.076 XC(b)=0.441
S=?
𝑭 = 𝑺 + 𝑪 𝒂 + 𝑪 𝒃
𝑭 ∗ 𝒙 𝑭(𝒂) = 𝑺 ∗ 𝒙 𝑺(𝒂) + 𝑪 𝒂 ∗ 𝒙 𝑪(𝒂)
𝑭 ∗ 𝒙 𝑭(𝒃) = 𝑺 ∗ 𝒙 𝑺(𝒃) + 𝑪 𝒃 ∗ 𝒙 𝑪(𝒃)
Resolviendo el sistema de ecuaciones, se tiene:
S=66.68g de solución madre
Ca=25,25g de Na2CO3
Cb=8,16g Na2SO4

2. 2. Se va a recuperar fosfato trisódico decahidratado la solución
original tiene 35% en peso de fosfato y esta a 190ºF enfriamiento y
sembrando cristales a partir de 20000 lb/hr de alimentación se
obtiene 7000 lb/hr de cristales. Los cristales adicionándose para
provocar la cristalización se alimentan en una razón de 700 lb/hr y
tiene la siguiente distribución de tamaño.
% peso Ds pulg
10 0.01500
20 0.00750
30 0.00375
40 0.00175
Estimar la distribución de tamaño de las partículas en el producto.
Solución
Estimando el ΔL tal que:
𝒎 𝒑
𝒎 𝒔
= ∑ [(𝟏 +
∆𝑳
𝑳𝒔
)
𝟑
] ∗ ∆𝒎 𝒔
Donde
𝒎 𝒑
𝒎 𝒔
=
𝟕𝟎𝟎𝟎
𝟕𝟎𝟎
= 𝟏𝟎
Luego:
L= 0,003
% peso[x] D [pulg] [1+(DL/Ls)]3*x
0,10000 0,015 0,1728
0,20000 0,0075 0,5488
0,30000 0,00375 1,7496
0,40000 0,00175 7,998833819
Suma= 10,47003382
L= 0,0029
% peso[x] D [pulg] [1+(DL/Ls)]3*x
0,10000 0,015 0,16993597
0,20000 0,0075 0,533268859
0,30000 0,00375 1,672986311
0,40000 0,00175 7,504205248
Suma= 9,880396389
L= 0,00292
% peso D [pulg] [1+(DL/Ls)]3
0,10000 0,015 0,170506225
0,20000 0,0075 0,536351331
0,30000 0,00375 1,688126367
0,40000 0,00175 7,601450766
Suma= 9,996434689
Entonces: L= 0,00292

3. 3. Se satura hidrogeno con vapor de agua a la presión atmosférica y una
temperatura a 45ºF y se condensa una parte del vapor de agua el gas
después de salir del refrigerante se calienta a 70ºF
a) calcúlense el peso de agua condensada en el refrigerante por
libras de hidrogeno seco.
b) calcúlense el % de humedad en las condiciones finales.
Solución
Hallamos la humedad absoluta:
H =
𝑴 𝑯𝟐𝑶∗𝑷 𝑯𝟐𝑶
𝑴 𝑯𝟐∗(𝟏−𝑷 𝑯𝟐𝑶)
La presión del agua a esa temperatura es de 0,01 Atm
Entonces
H =
𝟏𝟖∗𝟎,𝟎𝟏
𝟐∗(𝟏−𝟎,𝟎𝟏)
= 𝟎, 𝟎𝟗𝟏𝟏𝟒