Concepto de Balance de Materia (I)

Para efectuar un balance de materia de un proceso, primero hay que especificar en qué consiste el sistema para el cual se hará el balance y establecer sus fronteras. Según el diccionario, un proceso es una serie de acciones, operaciones o tratamientos que producen un resultado [producto]. La ingeniería química se centra en operaciones como las reacciones químicas, el transporte de fluidos, la reducción y la amplificación de tamaño del equipo, la generación y el transporte de calor, la destilación, la absorción de gases, los biorreactores y demás cosas que causan cambios físicos y químicos en los materiales.

Los ejemplos que usamos en este blog a menudo se basan en abstracciones de estos procesos a fin de evitar detalles que podrían causar confusión. Un sistema se refiere a cualquier porción arbitraria o la totalidad de un proceso establecido específicamente para su análisis. La figura 3.1 muestran un sistema en el que hay flujo y reacción; observe en particular que la frontera del sistema se circunscribe formalmente alrededor del proceso del mismo a fin de subrayar la importancia de delinear cuidadosamente el sistema para cada uno de los problemas que intente resolver. Un sistema abierto (o continuo) es aquel en que se transfiere material por la frontera del sistema; esto es, entra en el sistema, sale del sistema o ambas cosas. Un sistema cerrado (o por lotes) es aquel en el que no tiene lugar una transferencia semejante durante el intervalo de tiempo de interés. Obviamente, si cargamos un reactor con los reactivos y sacamos los productos, y se designa al reactor como el sistema, se transferirá material a través de la frontera del sistema, pero podemos ignorar la transferencia y concentra nuestra atención exclusivamente en el proceso de reacción que ocurre sólo después de que se ha terminado de cargar los reactivos y antes de retirar los productos. Un proceso así se realizaría dentro de un sistema cerrado.