(Adaptado de Introdução à Engenharia Química - Nilo Indio do Brasil, 3^ a edição, Exercício 3.6.8, página 151) Uma mistura líquida ternária contém 10,0 kg de n-hexano, teor em massa de 25,0% de n-hepatano e uma razão molar n-octano/ n-heptano igual a 1,5. Calcule:
b) A composição mássica e a composição molar da mistura;

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que temos uma mistura com 3 componentes líquidos: n-hexano, n-heptano e n-octano. Sabemos que há 10,0 kg de n-hexano, que a fração mássica de n-heptano é 25,0 % e que a razão molar .
Conteúdo: cálculo de fração mássica e molar de mistura ternária.
O que vamos usar:
  • Definições de fração mássica e fração molar .
  • Moles e massa molar de cada componente (hexano, heptano, octano).

Passo 2

Primeiro, vamos chamar:
noctano = 1,5,N (mol de heptano).
Então
Mheptano = 0,1002;kg/mol, Moctano = 0,1142;kg/mol
Se mheptano = N,Mheptano, moctano = 1,5,N,Moctano e , em kg/mol fica
Logo as massas:

Passo 3

Como a fração mássica de heptano é 25 %:
wheptano = mheptanomtot = 0,25
Mas mtot = 10 + 0,1002,N + 0,1713,N = 10 + 0,2715,N .
Substituindo 0,1002,N = 2,5 + 0,0679,N Longrightarrow 0,0323,N = 2,5 Longrightarrow N = 77,39;mol e :
A condição vira

Passo 4

Com whexano = 10,0031,00 = 0,3226, wheptano = 0,25, woctano = 13,2531,00 = 0,4274 :
.
.
Massa total .
Agora as frações mássicas:

Passo 5

Para as frações molares, precisamos de xhexano = 116,0309,47 = 0,375, xheptano = 77,39309,47 = 0,250, xoctano = 116,08309,47 = 0,375
( ).
Já sabemos e .
Total de mols .
Então:

Resposta

Fração mássica:
whexano=0,3226, wheptano=0,2500, woctano=0,4274
Fração molar:
xhexano=0,375, xheptano=0,250, xoctano=0,375

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