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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA –UNADEscuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente-ECAPMA
Programa: Ingeniería Ambiental
LABORATORIO BALANCE MÁSICO Y ENERGÉTICO-LBEPAProf: Jairo Granados., MSc
PRÁCTICA 1
BALANCE MÁSICO EN REACCIONES QUÍMICAS DE PRECIPITACIÓN
INTEGRANTES DEL GRUPO
Julieth Jaczblady Coy Gonzalez 1054093355 [email protected]
Diana Carolina Chaves Lopez 1077034597 [email protected]
Alexandra Muñoz Bonilla 52.192.337 [email protected]
Claudia Janneth Roncancio Moreno 52.534.447 [email protected]
PROFESOR: DIRECTOR DE CURSO
Jairo Granados [email protected]
CEAD Jose Celestino Mutis
ECAPMA Escuela de ciencias Agrícolas , Pecuarias y del Ambiente
14 de Mayo de 2015
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RESUMEN
(Redactar en máximo 10 líneas, en un solo texto: Qué se hizo, cómo se desarrolló, qué resultados se encontraron, cómo se interpretaron estos
resultados, qué se concluyó):
El balance masico en reacciones químicas con precipitacion es la que genera solidos o precipitados esto se produce por constantes de solubilidad en los cuales los aniones y cationes pesados hace que se produzca precipitación,para la presente prueba se observo la precipitacion que se genera entre el cromato de potasio y de nitrato de plomo. La reacción del cromato de potasio con el nitrato de plomo en fase acuosa es de doble sustitución. El cromato de plomo es un precipitado amarillento y el nitrato de potasio es una sal soluble. Mediante una decantación y filtrado por gravedad, seguido de una filtración por papel filtrante, se separa el cromato de plomo del nitrato de potasio disuelto. Luego, por evaporación del agua, pudo obtenerse los productos de la reacción secos.De esta manera se pudo compror las leyes estequiométricas fundamentales, al se pesadas que permitirán estudiar el cumplimiento de:
a) La Ley de conservación de la masa: "La masa de los productos de la reacción química es igual a la masa de los reactivos".
b) La Ley de las proporciones constantes: "Cuando dos sustancias reaccionan para dar una tercera fija, lo hacen en una proporción constante entre sus masas".
PALABRAS CLAVES
Reactive limitante
ABSTRACT
(This text is based on that described in the above summary)
(Paragraph 5 lines)
Key Words: (Write 5)
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INTRODUCCIÓN
(Se debe escribir en 18 líneas, Incluír breve revisión de literatura)Consultar los siguientes link para tener información de apoyo)
http://univirtual.utp.edu.co/pandora/recursos/1000/1213/1213.pdf
1. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
1.1 MAPA CONCEPTUAL (Con base en los conceptos indicados en el cuadro elaboren un mapa conceptual en este espacio)
CONCEPTOS CONCEPTOS
Masa(m) Peso molecular
Reactantes(r) Reacción Química
Ley de conservación Constante del Producto de solubildad
Productos(p) Cromato de plomo
K2CrO4 Lavoisier
⅀m p ⅀mr
Cromato de potasio Nitrato de Plomo
Nitrato de Potasio Ecuación balanceada
⅀m p=⅀mr 525g
Flujo másico Entradas
Salidas PbCrO4
KNO3 Pb(NO3)2
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1.2 A partir de una revisión detallada de los videos relacionados con balance Másico, mostrados en los siguientes link:
https://www.youtube.com/watch?v=00xf7ifFxWohttps://www.youtube.com/watch?v=FHhONAPTbPIhttps://www.youtube.com/watch?v=OouU2SZJG-U
En este espacio, deben elaborar un diagrama de flujo que integre los conceptos expuestos.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
completar los siguientes cuadros
2.1 LISTA DE MATERIALES Y EQUIPOS
Cuadro 1.lista de materiales y equipos utilizados en la práctica
Material ó equipo(marca)
Aplicación (Operación
unitaria)
Capacidad y Precisión
Fotografía Real
Balanza analítica Ohaus
Pesada(Gravimetría)
210g;0,0001g
Horno de arcilla reflactante
Evaporación(flujo de calor) 105° *2h
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Shaker o agitadores vibradores
horizontales
Agitacion(separacion de
molecular )
200 revoluciones por minutos
Baker
Desecador enfriamiento
20 minutos
Papel filtrante
2.2 LISTA DE REACTIVOS UTILIZADOS(Completar el cuadro)
Cuadro 2.Reactivos utilizados en la práctica
Reactivo(nombre) Fórmula molecularPeso Molecular
(g/ mol)Concentración
Cromato de Potasio
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Nitrato de plomo
2.3 PROCEDIMIENTOS (Completar el cuadro)
Cuadro 3.Técnicas analíticas utilizadas en la práctica 1
Variable evaluada Operación Unitaria
Precipitado Secado
Masa de productos Gravimetría
2.3.1 Teniendo en cuenta el procedimiento descrito en el protocolo de prácticas de laboratorio, construír un Flujograma de los procesos desarrollados ( en Word : hacer click en insertar, formas y diagrama de flujo)
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1 TABLA DE DATOS (Incluír aquí la enviada al profesor)
Reacción Química de Precipitación
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Volumen (ml)
Masa (gr) Masa Final
Beaker A (vacio) 250 98,865 -
Beaker B (vacio) 250 103,9934 -
Peso Cromato de Potasio AWa
0,1291
Peso Cromato de Potasio BWb
0,2590
Peso Nitrato de Plomo CWc
0,3474
Peso Nitrato de Plomo DWd
0,3508
Beaker AAgua Destilada +
Nitrato de plomo C
20 0,3474 118,8331
Beaker BAgua Destilada
Nitrato de plomo D
20 0,3508 123,4891
Beaker C (vacio) 250 101,0389 -
Beaker D (vacio) 250 105,3243 -
Beaker CAgua Destilada
Cromato de Potasio A
20 0,1291 120,1079
Beaker DAgua Destilada
Cromato de Potasio B
20 0,2590 124,8484
Beaker ACromato de Potasio A +
Nitrato de Plomo C37 99,3415
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B
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Beaker BCromato de Potasio B+
Nitrato de Plomo D36
104,6032
Papel filtro 1 (seco) 0,8499
Papel filtro 2 (seco) 0,8147
Peso papel filtro 1 luego de sacado del horno
solución B + D
1,1681
Peso papel filtro 2 luego de sacado del horno
Solución A + C
1,0071
Peso papel filtro 1 luego del horno (B+D) - peso papel filtro 1 seco =
Masa precipitado 1 (B+D)
1,1681 - 0,8499 = 0,3182
0,3182
Peso papel filtro 2 luego del horno (A+C) - peso papel filtro 2 seco =
masa precipitado 2 (A+C)
1,0071 - 0,8147 = 0,1924
0,1924
3.2 CÁLCULOS
3.2.1 Ecuación Química balanceada, desarrollada en el proceso (completar)
K2CrO4(ac) + Pb (NO3)2(ac) PbCrO4(s) + 2KNO3(ac)
3.2.2 Ecuación Balance de materia:
A+B=C+D+E
3.2.3 Diagrama del flujo másico en el proceso:
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Figura 1: Diagrama del flujo másico y las corrientes de entradas y salidas en el proceso con reacción química
3.2.4 Cálculos de flujos másicos en entradas y salidas del proceso
(mostrarlos en este espacio)
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3.3 TABLAS DE RESULTADOS (Completar)
Tabla 2. Balance másico de entradas y salidas en la reacción de preciptación
Corriente Entradas Masa (g) Salidas Masa (g)
A K2CrO4 0,10
B Pb(NO3)2 0,35
C PbCrO4
*W2 - W1
D 2KNO3
E H2O
Suma Reactivos 0,45 Productos
*W1: Peso papel filtro vacío y seco; W2: Peso papel filtro con la masa de productos de la reacción
3.3.1 GRÁFICAS
En diagramas de barras, deben mostrar los resultados obtenidos
3.4DISCUSIÓN DE RESULTADOS
*EN ESTE ESPACIO SE DEBE REALIZAR UN ANÁLISIS INTERPRETATIVO Y COMPARATIVO DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS,TRATANDO DE CONFRONTAR LOS VALORES CON LA FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA Y CON LA LITERATURA*
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4.CONCLUSIONES
(Escribir mínimo cinco)
*ESTAS SE DERIVAN OBLIGATORIAMENTE DE LA DISCUSIÓN DE RESULTADOS
5. BIBLIOGRAFÍA
*UTILIZADA Y CONSULTADA,MÍNIMO 5 REFERENCIAS EN NORMAS APA
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7. ANEXOS
7.1 DIAGRAMA UVE HEURÍSTICO DE LA PRÁCTICA
*ELABORARLO DE ACUERDO AL EJEMPLO MOSTRADO EN LA PARTE INFERIOR
Figura 3.Ejemplo práctico de un diagrama UVE, aplicado a un evento de laboratorio
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3 CONCEPTOS
1. ¿Se cumplió la Ley de Michaellisen este experimento? Porqué?
2. ¿Cuál es el valor de la cons-tante de Michaellis, la velo-cidad Máxima y el coeficien-te de correlación ( r ), de lacinética estudiada?
3 ¿Cual es la ecuaciónde Michaellis de esteexperimento?
Caracterización enzimáticade una fosfatasa, que actúa
sobre el glicero-fosfato.
DIMENSIÓN METODOLOGICA
1. ACONTECIMIENTO
Interacción
2. PREGUNTA CENTRALDIMENSIÓN CONCEPTUAL
TCA y colisiones5 TEORIAS
4. PRINCIPIOS
Describen el comportamiento ciné-ticomolecular de la enzima fosfatasasobre los enlaces qcos delglicerofosfato (sustrato).
Michaellis-MentenEstablece relación entre V de reaccióny la Concentración del sustrato.
10. CONCLUSIÓNLa cinética de la fosfatasa cumplió la Ley de M-M, debido a la alta correlación lineal entre los recíprocos de [s | y la V.
8.TABLA de RESULTADOS7. GRAFICAS
VARIABLE VALORKm 0.0103 MV máx 1.012 umol/min
r 0.999
V = 1.012 [S|/0.0103 + [S|
1/V3.03
200 1/[S|
V
[S|
0.5
0.01
8.TABLA de RESULTADOS7. GRAFICAS
VARIABLE VALORKm 0.0103 MV máx 1.012 umol/min
r 0.999
V = 1.012 [S|/0.0103 + [S|
1/V3.03
200 1/[S|
V
[S|
0.5
0.01
6. REGISTRO DE DATOS
0.100 0.9100.050 0.8300.020 0.6700.010 0.5000.005 0.330
[S| (mol/lt) V (umol/min)
pH = 7.0T = 37 º
6. REGISTRO DE DATOS
0.100 0.9100.050 0.8300.020 0.6700.010 0.5000.005 0.330
[S| (mol/lt) V (umol/min)
pH = 7.0T = 37 º
7. TRANSFORMACION DE DATOS (Cálculos)
1/[S| 1/V
10 1.0920 1.2050 1.49100 2.00200 3.03
Hallar: 1/[S| y 1/V (doble recíprocaPor Regresión lineal se obtieneb = 0.9873 min/umol; m= 0.0102; R = 0.999
Se calcula KM y V max; asíK M = m / b = 0.0102/0.9873 = 0.0103V max = 1 / b = 1 / 0.9873 = 1.012 umol/min
7. TRANSFORMACION DE DATOS (Cálculos)
1/[S| 1/V
10 1.0920 1.2050 1.49100 2.00200 3.03
Hallar: 1/[S| y 1/V (doble recíprocaPor Regresión lineal se obtieneb = 0.9873 min/umol; m= 0.0102; R = 0.999
Se calcula KM y V max; asíK M = m / b = 0.0102/0.9873 = 0.0103V max = 1 / b = 1 / 0.9873 = 1.012 umol/min
ENZIMA FOSFATASA
V max [S|V = --------------
K M + [S|
cumple
CINETICA MICHAELLIANA
Actúasobre el
GLICEROFOSFATO
produce
GLICEROL H3PO4
V [ s |
relaciona
V
[S|
Puedeser es
Dondeaparece
así
V max K M
1 / b m / b
es es
ENZIMA FOSFATASA
V max [S|V = --------------
K M + [S|
cumple
CINETICA MICHAELLIANA
Actúasobre el
GLICEROFOSFATO
produce
GLICEROL H3PO4
V [ s |
relaciona
V
[S|
Puedeser es
Dondeaparece
así
V max K M
1 / b m / b
es es
9. INTERPRETACION y DISCUSION:La Km equivale a una concent. De 0.0103 mol de glicerofosfato por cada litro de solución.La gráfica de la doble recíproca presentó unacorrelación lineal altamente significativa (p<0.01).
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PRÁCTICA 2
BALANCE MÁSICO EN PROCESOS DE MEZCLA, SIN REACCIÓN QUÍMICA
RESUMEN
(Redactar en máximo 10 líneas, en un solo texto: Qué se hizo, cómo se desarrolló, qué resultados se encontraron, cómo se interpretaron estos
resultados, qué se concluyó):
PALABRAS CLAVES(Escribir 5):
ABSTRACT
(This text is based on that described in the above summary)
(Paragraph 5 lines)
Key Words: (Write 5)
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INTRODUCCIÓN
(Se debe escribir en 18 líneas, Incluír breve revisión de literatura)Consultar los siguientes link para tener información de apoyo)
http://iqtma.cps.unizar.es//components/com_docman/dl2.php?archive=0&file=VGVtYV8yX0JNX3Npbl9SUV9lbl9FRV9fMjAxNF8yMDE1X0ZJU
S5wZGY=
https://juanrodriguezc.files.wordpress.com/2012/03/clase-4-unidad-i1.pdf
1.FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
1.1 MAPA CONCEPTUAL (Con base en los conceptos indicados en el cuadro elaboren un mapa conceptual en este espacio)
CONCEPTOS CONCEPTOS
Solución homogénea Mezcla
Componentes Agua
Binaria Acetona
H3C-CO-CH3 Alcohol Etílico
Soluto Solvente
Densidad H3C-CH2-OH
Ecuación de Balance Entradas
Masa Corrientes
Salidas Flujos
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1.2 A partir de la revisión detallada de los videos relacionados con balance másico sin reacción Química , mostrados en los siguientes link:
https://www.youtube.com/watch?v=QvPYxYskM-I https://www.youtube.com/watch?v=LphqqF0iD6Qhttps://www.youtube.com/watch?v=9yIMHIWtV6A
En este espacio, deben elaborar un diagrama de flujo que integre los procedimientos expuestos.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
completar los siguientes cuadros:
2.1 LISTA DE MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS
Cuadro 4.lista de materiales y equipos utilizados en la práctica
Material ó equipo(marca)
Aplicación(Operación
unitaria)
Capacidad y Precisión
Fotografía Real
Balanza analítica OhausPesada
(Gravimetría)210g;
0,0001g
2.2 LISTA DE REACTIVOS UTILIZADOS(Completar el cuadro)
Cuadro 5.Reactivos utilizados en la práctica
Reactivo (nombre) Fórmula MolecularPeso Molecular
(g/mol)Concentración
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Alcohol Etílco
2.3 PROCEDIMIENTOS (Completar el cuadro)
Cuadro 6.Técnicas analíticas desarrolladas para las variables evaluadas
Proceso Operación Unitaria
2.3.2 Teniendo en cuenta el procedimiento descrito en el protocolo de prácticas de laboratorio, construír un Diagrama de Flujo de los procesos desarrollados ( en Word : hacer click en insertar, formas y diagrama de flujo)
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1 TABLAS DE DATOS
3.1 TABLA DE DATOS (Incluír aquí la enviada al profesor)
3.2 CÁLCULOS
3.2.1 Ecuación Balance de materia (Completar)
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3.2.3 Diagrama del flujo másico en el proceso (Elaborarlo aquí)
3.2.4 Cálculos de flujos másicos en entradas y salidas del proceso
(mostrarlos en este espacio)
3.3 TABLAS DE RESULTADOS (Completar)
Tabla 2. Balance másico de entradas y salidas en el proceso de mezclado
Corriente Entradas Masa (g) Salidas Masa (g)
A
B
C
D
E
Suma Reactivos Productos
3.3.1 GRÁFICAS
En diagramas de barras, deben mostrar los resultados obtenidos
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3.4DISCUSIÓN DE RESULTADOS
*EN ESTE ESPACIO SE DEBE REALIZAR UN ANÁLISIS INTERPRETATIVO Y COMPARATIVO DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS,TRATANDO DE CONFRONTAR LOS VALORES CON LA FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA Y CON LA LITERATURA*
4.CONCLUSIONES
(Escribir mínimo cinco)
*ESTAS SE DERIVAN OBLIGATORIAMENTE DE LA DISCUSIÓN DE RESULTADOS
5. BIBLIOGRAFÍA
*UTILIZADA Y CONSULTADA,MÍNIMO 5 REFERENCIAS EN NORMAS APA
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PRÁCTICA 3
BALANCE MÁSICO Y ENERGÉTICO EN REACCIÓN DE NEUTRALIZACIÓN
RESUMEN
(Redactar en máximo 10 líneas, en un solo texto: Qué se hizo, cómo se desarrolló, qué resultados se encontraron, cómo se interpretaron estos
resultados, qué se concluyó):
PALABRAS CLAVES(Escribir 5):
ABSTRACT
(This text is based on that described in the above summary)
(Paragraph 5 lines)
Key Words: (Write 5)
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INTRODUCCIÓN
(Se debe escribir en 18 líneas, Incluír breve revisión de literatura)Consultar los siguientes link para tener información de apoyo)
http://www.cec.uchile.cl/~leherrer/iq651/Apunte1/Fisicoqapu01.htm
1. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
1.1 MAPA CONCEPTUAL (Con base en los conceptos mostrados, elaboren un mapa conceptual, en este espacio)
CONCEPTOS CONCEPTOS
Entalpía Termodinámica
NaOH Disolución
Entradas Agua
Q= mCp (T 2−T1) Proceso Isobárico
Calor Kcal; KJ
Sistema Termodinámico Exotérmica
Presión constante Neutralización
Endotérmica H2SO4
⅀ΔH°Productos - ⅀ΔH°Reactantes Calores de Formación
Propiedad Temperatura
ΔHsn< 0 ΔHsn>0
ΔH¿nCp(T 2−T 1) Salidas
Reactantes Productos
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Balance Energía
Masa Flujos
1.3 Con base en la revisión detallada de los videos relacionados con el balance másico y energético en reacciones Químicos, en los siguientes link:
https://www.youtube.com/watch?v=OouU2SZJG-Uhttps://www.youtube.com/watch?v=lG3EO6SzqcM
https://www.youtube.com/watch?v=Y6pBAJoYWMM
Deben elaborar un diagrama de flujo que integre los temas relacionados allí.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1 LISTA DE MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS (completar el cuadro)
Cuadro 1.lista de materiales y equipos utilizados en la práctica
Material ó equipo(marca)
Aplicación(Operación
Unitaria)
Capacidad y Precisión
Fotografía Real
Balanza analítica OhausPesada
(Gravimetría)210g;
0,0001g
2.2 LISTA DE REACTIVOS UTILIZADOS (Completar el cuadro)
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Cuadro 2.Reactivos utilizados en la práctica
Reactivo(nombre) Fórmula MolecularPeso Molecular
(g/mol)concentración
Hidróxido de sodio
Ácido sulfúrico
2.3 PROCEDIMIENTOS (Completar el cuadro)
Cuadro 3.Técnicas analíticas utilizadas en el análisis fisicoquímico de suelos
Procedimiento Operación Unitaria
Calorimetría
Gravimetría
2.3.2 Diagrama de Flujo de los procedimientos desarrollados que puede incluír : Video ó fotografías que sustentan los procesos desarrollados ( en Word : hacer click en insertar ,formas y diagrama de flujo)
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1 TABLAS DE DATOS
Incluír aquí las enviadas al profesor
Reacción Química de
NeutralizaciónReacción Química
de Precipitación
AA
B
D
E
C
K2CrO4
Pb(NO3)2
2KNO3
H2O
PbCrO4
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3.2 CÁLCULOS
3.2.1 Ecuación Química balanceada, desarrollada en el proceso (completar)
H2SO4 (ac) + NaOH(ac)
3.2.2 Ecuación Balance de materia:
3.2.3 Diagrama del flujo másico en el proceso (Completar)
Figura 2: Diagrama de flujo másico y Energético de las corrientes (entradas; salidas) dadas en el proceso de reacción química de Neutralzación
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3.2.4 Cálculos de flujos másicos en entradas y salidas del proceso
(mostrarlos en este espacio)
3.2.5 Cálculos de flujos Energéticos en entradas y salidas del proceso
(mostrarlos en este espacio)
Tener en cuenta lo siguiente:
ΔHreacci ón=merlenmeyerCe(T eq−T1)+mmezclaCp(T eq−T1)
Donde:
merlenmeyer=masadel erlenmeyer órecipiente dondeocurri ó lareacci ón(g)
Ce= Calor específico del material estructural del recipiente, donde se realizó la reacción(Cvidrio= 0,20 cal/g.°C)
mmezcla= masa de la mezcla de productos de la reacción (m=V.d)
V=Volumen (mL); d= densidad (g/mL)
Cp=Calor específico a presión constante, de la solución acuosa de los productos (0,994 cal/g.°C)
Para calor de reactantes y productos, por favor consultar la entalpía de formación (∆ H °F) de cada sustancia, en las respectivas tablas termodinámicas y luego multiplicar este valor por la masa(m) ó número de moles(n) utilizado en la reacción química, es decir:
∆ H NaOH=n×∆ H °F NaOH
∆ H H 2SO4=n×∆ H °F H 2SO4
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3.3 TABLAS DE RESULTADOS (Completar)
Tabla 3. Balance másico y energético de entradas y salidas en la reacción de Neutralización
Corriente Entradas Masa (g)Energía (Kcal)
Salidas Masa (g)Energía(Kcal)
A
B
C
D
E
Suma Reactivos Productos
3.3.1 GRÁFICAS
3.4 . DISCUSIÓN DE RESULTADOS
*EN ESTE ESPACIO SE DEBE REALIZAR UN ANÁLISIS INTERPRETATIVO Y COMPARATIVO DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS, TRATANDO DE CONFRONTAR LOS VALORES CON LA FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA Y CON LA LITERATURA*
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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA –UNADEscuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente-ECAPMA
Programa. Ingeniería Ambiental
LABORATORIO BALANCE MÁSICO Y ENERGÉTICO-LBEPAProf: Jairo Granados., MSc
4. CONCLUSIONES
(Escribir mínimo Cinco)
ESTAS SE DERIVAN DE LA DISCUSIÓN DE RESULTADOS
5. BIBLIOGRAFÍA
(UTILIZADA Y CONSULTADA, MÍNIMO 6 REFERENCIAS EN NORMAS APA)
6. ANEXOS
DIAGRAMA UVE HEURÍSTICO DE LA PRÁCTICA
*ELABORARLO DE ACUERDO AL EJEMPLO ANTERIOR
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