2.7 / Un tanque posee una composición al 15 % de acido sulfúrico y 85 %de agua (en peso). Si 500 kg de una solución al 50 % en peso de acidosulfúrico y agua son añadidas al tanque, y el tanque termina con unamezcla al 20 % de acido sulfúrico en peso, calcular el peso del tanqueantes que la solución fuese añadida

Resolución:

F1

F250% H2SO450 % H2O

F320% H2SO4

80% H2O

15% H2SO480% H2O

Diagrama 1. Proceso de mezclado

Análisis de grado de libertad al proceso:

Numero de variables = 3·2=6

Balances de masa =3

N.C.C = 0

R.A.= 3 (las composiciones másicas de cada estado)

Grados de libertad = 6-3-3 =0

Por lo tanto se puede resolver el ejercicio

Resolviendo

En el diagrama, F1 representa el estanque antes de ser llenado en un estadoinicial, y F3 ya llenado, mientras que F2 representa los 500 kilos de acido

sulfúrico al 50 %. Con dos balances de masa a cada compuesto se puedellegar a calcular la cantidad de contenido inicial del estanque

Balance de masas al0,15( 1) + 0,5 ∗ 500 = 0,2( 3) (1)

Balance de masas al0,85( 1) + 0,5 ∗ 500 = 0,8( 3) (2)

Resolviendo el sistema ecuaciones de (1) y (2), se tiene que F1 es igual a 3000kg y que F2 es igual a 3500 kg, entonces la respuesta al problema es queinicialmente se tiene un estanque cargado con una mezcla de 3 toneladas,constituyente de 450 kg de Acido sulfúrico y 3050 kg de agua

Joaquín Ortiz Troncoso