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 é a fração de recuperação de cada componente?
Passo 1
Beleza, então o problema diz o seguinte:
Matéria: balanço de massa em coluna de destilação simples, sem pular etapas.
Enunciado resumido: temos 200 kg/h de mistura (55 mol % CHCl₃ e 45 mol % CH₃COOH) a 1 atm. Queremos um destilado com 95 mol % de CHCl₃ e um resíduo com 97 mol % de ácido acético, usando razão de refluxo 1.
Objetivo: calcular a fração de recuperação de cada componente (o que sai no destilado p/ CHCl₃ e o que sai no resíduo p/ ácido).
O que vamos usar:
Converter massa de alimentação em mols (usando peso médio).
Fazer balanços de mols para CHCl₃ e CH₃COOH.
Determinar vazões molares de destilado e resíduo .
Calcular recuperação como razão entre o que sai no produto sobre o que entrou na alimentação.
Passo 2
Primeiro, convertendo os 200 kg/h de alimentação em mol/h.
Peso molecular de cada um:
Peso molecular médio da mistura (em g/mol):
Moles totais de alimentação: NF,Acético = 0,45 times 2158 approx 971,1;mol/h
Mols de cada componente na alimentação:é
Passo 3
Agora fazemos os balanços molares sobre CHCl₃ e ácido acético:
Chamando de D + B = NF = 2158 o fluxo molar total do destilado e de 0,95,D + 0,03,B = 1186,9 o do resíduo, temos:
Balanço total de mols:
0,05,D + 0,97,B = 971,1
Balanço de CHCl₃:
(usei 0,95 porque o destilado tem 95 % mol de CHCl₃ e 0,03 porque o resíduo tem 3 % mol de CHCl₃)