As coisas estavam indo muito bem na planta-piloto da Companhia de Drogas Breaux Bridge durante o turno de meia-noite às 8 horas da manhã, até que Teresa da Silva, a operadora do reator, deixou a folha de instruções muito perto do fogareiro que era usado para preparar a sagrada xícara de café de Teresa a cada duas horas. O resultado foi a perda total da folha de instruções, do café e de uma parte substancial do romance que Teresa estava escrevendo.
Lembrando a reação pouco entusiasta que obteve da última vez que tinha ligado para o seu supervisor no meio da noite, Teresa decidiu confiar na sua memória para ajustar os parâmetros de vazão da planta. Os dois líquidos alimentados ao reator de tanque agitado eram o ácido circulost6ico (ACS:
) e o flubitol (FB: PM = 90,
). O produto era uma droga muito popular que tratava simultaneamente da
para prevenir a solidificação do conteúdo do reator. No momento do acidente, a vazão de ACS era de
. Teresa ajustou a vazão de flubitol para o valor que ela pensava que figurava na folha de instruções: 55,2 L/min. Ela estava correta? Se não, como ela teria descoberto o erro? (Nota: O reator era de aço inox, de modo que ela não podia ver o interior.)
Lembrando a reação pouco entusiasta que obteve da última vez que tinha ligado para o seu supervisor no meio da noite, Teresa decidiu confiar na sua memória para ajustar os parâmetros de vazão da planta. Os dois líquidos alimentados ao reator de tanque agitado eram o ácido circulost6ico (ACS:
Passo 1
Vamos resumir o que a Teresa está passando! Ela está operando uma planta-piloto que mistura dois líquidos: ácido circulost6ico (ACS) e flubitol (FB). Cada um desses líquidos tem uma massa molecular diferente e uma densidade específica. O objetivo é manter uma certa proporção de mols de ACS para mols de FB para que o produto final não solidifique no reator. Teresa deixou a folha de instruções perto do fogareiro e perdeu ela, então agora precisa ajustar as vazões (quantidades por minuto) dos líquidos apenas de memória. Vamos ver se os 55,2 L/min que ela colocou para o flubitol estão corretos, e se não estiverem, como ela poderia ter descoberto o erro.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que para manter a proporção correta de mols dos dois líquidos, não basta apenas olhar para as vazões em litros por minuto. Precisamos converter essas vazões em mols por minuto, considerando a densidade (DR) e a massa molecular (PM) de cada líquido.
Passo 3
Vamos calcular a quantidade de mols por minuto de cada líquido. A fórmula que usamos é:
Para o ACS:
Para o FB:
Passo 4
Agora, precisamos determinar qual seria a vazão correta do flubitol para manter a proporção de mols desejada. Supondo que a proporção correta seja, por exemplo, 1:1 (1 mol de ACS para 1 mol de FB), então a vazão de FB deve ser igual à molaridade de ACS.
Então, se a Teresa colocou 0,46 mol/min de FB mas o ideal seria 0,5496 mol/min, ela está colocando menos FB do que o necessário.
Passo 5
Para descobrir o erro, Teresa poderia ter recalculado a vazão correta do flubitol usando a proporção de mols necessária. Se ela sabia que a proporção era 1:1, ela poderia ter usado a massa molecular e a densidade do FB para ajustar a vazão de acordo com os 0,5496 mol/min que ela já tinha para o ACS.
Resposta
Não, Teresa colocou menos flubitol do que o necessário. Ela poderia ter descoberto o erro recalculando a vazão de FB com base na vazão de ACS e nas propriedades de cada líquido para manter a proporção correta de mols.