Deben neutralizarse 100 kg de una disolución con un contenido en ácido sulfúrico del 25% en peso. La disolución acuosa se halla en un tanque a 30 ºC de temperatura y se dispone para su neutralización de una corriente de hidróxido sódico al 10% en peso en agua a una temperatura de 20 ºC y con un caudal de 10 kg/min. No habrá ninguna corriente de salida del tanque y podrá considerarse que la reacción es instantánea.

El tanque, que estará bien agitado, dispone también de un serpentín-refrigerante para la eliminación de parte del calor debido a la reacción química. El fluido que circulará por el serpentín se hallará a 15 ºC, siendo el área de refrigeración del serpentín de 0,2 m², con un coeficiente global de transmisión de calor U = 0,3488 kJ/(s·m²·ºC). La capacidad calorífica de todas las disoluciones es constante C_p = 4,185 kJ/(kg·ºC).

Determinar el tiempo para neutralizar todo el ácido sulfúrico y la temperatura que alcanzará el tanque en ese momento.

Datos:

La entalpía estándar (a 25 ºC y 1 atm) para la reacción:

es, incluyendo las entalpías de disolución DH_R = -1,38·10⁵ kJ/kmol.