Seminario de Cristalización - operaciones unitarias

Seminario de Cristalización - operaciones unitarias

LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS
UNIVERSIDAD DE CHILE
GUIA DE EJERCICIOS DE OPERACIONES UNITARIAS II
CRISTALIZACION
1.- 1000 Kg de una disolución saturada a 40°C de sulfato sódico en
agua se enfrían hasta 10°C. Calcular:
a) El
( R: 679
b) El
R: 92% )
peso de cristales separados en la operación.
Kg )
rendimiento de cristalización.
(
Datos: La solubilidad del sulfato sódico, en mol-g de Na2SO4, por
1000 g de agua es la siguiente:
Temperatura °C
0
Solubilidad
0,3
4
10
0,6
6
Na2SO4 ·10
20
30
1,33 2,8
8
H2O
32,4 35
3,50 3,4
5
Na2SO4
40
3,4
0
2.- Por evaporación a 60°C, se ha concentrado hasta saturación una
disolución de K2SO4. Calcular la temperatura a que habrá de ser
enfriada en el cristalizador para que precipite el 55% de sulfato
potásico.
Datos :
Solubilidad K2SO4, en mol-g/100 g de agua.
Temperatura
°C
Solubilidad
0
10
0,423 0,53
0
20
30
40
60
0,67
0
0,74
0
0,85
0
1,040
( R: 4-5°C )
3.- 800 Kg de solución de MgSO4 al 32% en agua se calienta suavemente
a 25°C. Debido al calentamiento la quinta parte del agua presente
originalmente se evapora. Parte de la sal se precipita en forma de
cristales de MgSO4 ·7 H2O.
Si la solubilidad del MgSO4 anhidro a 25°C es de 17 g/100 g de
agua.
( R: 454
a) ¿Qué peso de MgSO4 ·7 H2O cristaliza?
Kg )
(
b) ¿Qué % en peso del MgSO4 cristaliza?
R: 86,54% )
4.- 2000 lb de solución de Na2CO3 al 30% en agua se calienta
suavemente a 20°C. Durante el calentamiento el 10% del agua
presente originalmente se evapora. Parte del carbonato de sodio se
precipita en forma de cristales Na2CO3 ·10 H2O. Si la solubilidad
del Na2CO3 anhidro a 20°C es de 21,5 lb/100 lb agua. i) ¿Qué peso
de Na2CO3 ·10 H2O cristaliza?. ii) ¿Cómo comprueba los resultados
obtenidos?. Verifíquelo.
( R: i) 1403 )
( R: ii)
por balance
de agua )
5.- Una solución consistente de 30% MgSO4 y 70% agua es enfriada a
60°F. Durante el enfriamiento el 5% del agua total es evaporada.
i) ¿Cuántos Kg de cristales (MgSO4 ·7 H2O) son obtenidos por Kg de
alimentación si la solución saturada a 60°F contiene 24,5 %
MgSO4?.
ii) ¿Qué % del MgSO4 inicial logra cristalizar?.
( R:
i) 0,26
alimentación )
( R: ii) 43% )
Kg
cristal/Kg
6.- En la etapa final de la obtención de la sacarosa en una planta
de la IANSA se tienen 10.000 Kg de solución acuosa al 20% la cual
se concentra por evaporación a 100°C hasta la saturación. Esta
solución saturada es luego enfriada a 20°C. Los cristales de
sacarosa se separan por centrifugación. 0,05 Kg de solución se
adhieren a cada Kg de cristales. Cuando los cristales se secan la
sacarosa de la solución adherida se deposita sobre aquellos.
La solubilidad de la sacarosa a 100°C es de 5 Kg/Kg de agua y de 2
Kg/Kg de agua a 20°C. Calcule:
a) La cantidad de agua evaporada para conseguir la saturación a
100°C.
b) El peso total de sacarosa obtenida
( R: a)
7000 Kg agua )
( R: b)
1240 Kg )
7.- Una tonelada corta (2000 lb) de solución NaNO3 al 25% se
concentra por evaporación a 100°C hasta la saturación. Esta
solución saturada es luego enfriada a 20°C. Los cristales de NaNO3
se separan por filtración. Un décimo de lb de solución se adhiere
a cada lb de cristales. Cuando los cristales se secan, el NaNO3 de
la solución adherida se deposita sobre aquellos.
La solubilidad del NaNO3 a 100°C es de 1,75 lb/lb de agua y de
0,88 lb/lb de agua a 20°C.
Calcule:
a) La cantidad de agua evaporada para conseguir la saturación a
100°C
b) El peso total de NaNO3 obtenido.
( R: a) 1216 lb
agua )
( R: b) 261,7 lb NaNO3 )