Uma coluna de destilação vai separar, a 1 atm, uma mistura com
de clorofórmio
e
de ácido acético
, porcentagem em mol. A alimentação na coluna é
. Usando uma razão de refluxo de 1, pretende-se obter um destilado com 95% (em mol ) de clorofórmio, e um resíduo com
(em mol) de ácido. Responda:
Qual o valor da corrente do destilado e de resíduo?
Qual o valor da corrente do destilado e de resíduo?
Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra gente achar as vazões de destilado (D) e resíduo (B) em uma coluna de destilação que separa uma alimentação de 200 kg/h, com 55 mol % de CHCl₃ e 45 mol % de CH₃COOH. A gente vai usar balanços de massa total e de componente (no caso, clorofórmio), e como a porcentagem tá em mol, primeiro convertemos o fluxo de massa em fluxo molar (precisamos das massas molares). Depois montamos:
- balanço total: F = D + B
- balanço de clorofórmio: F·z_F = D·x_D + B·x_B
onde
• F = alimentação em mol/h
• z_F = 0,55 (fração molar de CHCl₃ na alimentação)
• x_D = 0,95 (fração molar de CHCl₃ no destilado)
• x_B = 1 – 0,97 = 0,03 (fração molar de CHCl₃ no resíduo)
Passo 2
Converter 200 kg/h em mol/h.
- Massa molar do CHCl₃: M₁ = 119,37 g/mol
- Massa molar do CH₃COOH: M₂ = 60,05 g/mol
- Massa molar média da alimentação:
- Então o fluxo molar de alimentação F é:
Passo 3
Agora o balanço de massa total e de componente (clorofórmio):
Substituindo os números:
Passo 4
Resolver para D e B.
- Da segunda equação:
- Usa F = D + B ⇒ B = F – D e substitui:
- Então
Passo 5
Converter D e B de mol/h para kg/h.
- Destilado: massa molar média
⇒
- Resíduo: massa molar média
⇒
Resposta
Destilado: 142 kg/h
Resíduo: 58 kg/h
Resíduo: 58 kg/h