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B.Kiddo
Nivel 5
Edad: 36
Registrado: 30 Sep 2007
Mensajes: 173
Ubicación: Olivos
Carrera: Industrial
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El ejercicio es el siguiente:
Se emplea como combustile una mezcla gaseosa de metano con 15% (en volumen) de nitrogeno molecular, trabajando con un exceso de aire del 50% para lograr la combustion completa. En los productos de combustion se encuentran 162 moles de nitrogeno molecular junto al dioxido de carbono y vapor de agua productos de la reaccion. Calcular la masa de matano de la cual se partio.
¿A que se refiere con metano con 15% en volumen?
Lo que tengo planteado hasta ahora es
CH4 + N2 + 2O2 --> N2 + CO2 + 2H2O (no se si interprete bien la reaccion)
¿alguien me puede dar una mano?
Gracias
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danielay.
Nivel 6
Registrado: 24 Mar 2006
Mensajes: 273
Carrera: Química
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Sí, la reacción es esa, podes, o deberías omitir el N2 ya que no interviene en la reacción (pero no olvidar su presencia).
Tenes dos mezclas:
- la de metano + nitrógeno (15% en volumen)
- aire: oxígeno + nitrógeno (79 % molar)
Como conoces los moles de N2 al final, y éstos no reaccionan, a partir de la estequiometría de la reacción tendrías que calcular qué parte de ese N2 corresponde a la proporción de aire y el resto habrá sido aportado por la cantidad de combustible que hayas usado. Del volumen total de combustible que pones, un 15% es de N2 y el resto metano.
Estarían faltando las condiciones de presión y temperatura. O quizas, haciendo el planteo completo se simplifiquen, aunque lo dudo. Vas a tener que usar los Mr de los compuestos para pasar de moles a masa que te piden y la ecuación de gas ideal. ( y varias reglas de 3) y no olvidarte que hay EXCESO de aire.
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Barrett
Nivel 8
Edad: 40
Registrado: 10 Jul 2005
Mensajes: 635
Ubicación: Ramos Mejia
Carrera: Química
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| Es tal cual te dijo danielay. Lo único que agrego es que no hacen falta las condiciones de P y T, si supones que no varían en la reacción. O sea tenes que suponer un proceso isotérmico e isobárico (el aumento de moles debería cambiar el volumen nomás). Con esto el % v/v es el número de moles de una sustancia sobre el número total de moles de la sustancias.
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pankreas
Nivel 9
Edad: 33
Registrado: 24 Feb 2009
Mensajes: 1513
Ubicación: The Ballesfield
Carrera: Industrial
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| ¿Y como puedo calcular directamente la proporción de moles del N2 que corresponden al aire y al combustible? ¿Está dada por la estequiometría, 2 a 1? Pero el aire tiene 50% de exceso, o no importa? jaja me queda solo este problema de la guia y se entrega mañana
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Barrett
Nivel 8
Edad: 40
Registrado: 10 Jul 2005
Mensajes: 635
Ubicación: Ramos Mejia
Carrera: Química
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Tenés una cantidad ![[tex]a[/tex]](images/latex/526bd77b4de5c74c1a40d9bb93c66189acdebf36_0.png "[tex]a[/tex]") de moles de metano. Por la estequiometría y sabiendo que tenes un exceso de aire del 50%, te dice que tenés el triple de moles de oxígeno que moles de metano. Entonces tenés ![[tex]3a[/tex]](images/latex/6d93077fc4421fa92075f36a2773a6448732af70_0.png "[tex]3a[/tex]") de oxígeno.
Ahora, para el nitrógeno. Como te informan que tenes 15% v/v de metano en mezcla metano-nitrógeno, te dicen que tenés 85/15 =5,67 moles de nitrógeno en esa mezcla por cada mol de metano. Y también contás los que vienen del aire: 79/21 = 3,76 moles de nitrógeno por cada mol de oxígeno.
Entonces en total obtenés ![[tex]5,67a +3(3,76a) =16,95a[/tex]](images/latex/08067a17701c1b7caed4d7e4301464ca772a04b1_0.png "[tex]5,67a +3(3,76a) =16,95a[/tex]") moles de nitrógeno. Eso es igual a 162. De ahí despejás los moles de metano, y con el Mr la masa.
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B.Kiddo
Nivel 5
Edad: 36
Registrado: 30 Sep 2007
Mensajes: 173
Ubicación: Olivos
Carrera: Industrial
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| Muchas gracias por aclararme las dudas!
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pankreas
Nivel 9
Edad: 33
Registrado: 24 Feb 2009
Mensajes: 1513
Ubicación: The Ballesfield
Carrera: Industrial
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| Gracias barrett, el planteo que hiciste esta bien aunque la concentración 15% v/v es del nitrógeno, no del metano; pero eso altera solo los numeros. Lo que no logro interpretar del todo es por qué reaccionan 3 moles de oxígeno por cada mol de nitrógeno si estás con exceso del 50% de oxígeno.
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Barrett
Nivel 8
Edad: 40
Registrado: 10 Jul 2005
Mensajes: 635
Ubicación: Ramos Mejia
Carrera: Química
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Bueno, veo que le erré a cuál era el 15 y cuál el 85 
Respondiendo tu pregunta, pankreas, NO reaccionan 3 moles de oxígeno por cada mol de nitrógeno, sino 2. La estequiometría no puede cambiar.
Pero al decirte que existe un exceso estequiométrico te dicen que existe reactivo en exceso, y que como es un 50% es 1,5 veces. O sea se cargan en el reactor 3 moles por cada uno de metano, y de esos 3 solo reaccionan 2.
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pankreas
Nivel 9
Edad: 33
Registrado: 24 Feb 2009
Mensajes: 1513
Ubicación: The Ballesfield
Carrera: Industrial
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gracias!!! 
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