Balance de materia a un proceso de disolución de sosa

Una disolución acuosa de hidróxido de sodio contiene 20$\%$ en masa de NaOH. Se desea producir una disolución al 8$\%$ de NaOH diluyendo un flujo de una disolución al 20$\%$ con un flujo de agua pura.

a) Calcular los cocientes (g de $H_2O$/g de la disolución de alimentación) y (g de la disolución producto/g de la disolución de alimentación).

b) Determinar las velocidades de flujo de la disolución de alimentación y del agua de dilución necesarias para producir 2310 $lb_m/min$ de la disolución al 8$\%$

Solución:

  • Base de cálculo 100 g de disolución
  • Balance global total: $100 + Q_1=Q_2$
  • Balance global parcial $(NaOH): 100\cdot 0.2=Q_2\cdot 0.08$
  • Resolviendo el sistema: $Q_2=250\;g$de NaOH y $Q_1=150\;g$ de agua.

a) 150 g de agua/100 g de alimentación = 1.5

  • 250 g de disolución al 8$\%$/100 g de alimentación = 2.5

b) Utilizamos un factor de escala: $\frac{2310}{250}=9.24\;lb/gmin$

  • lb/min de alimentación: 924
  • lb/min de agua: 1386