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 a quantidade de calor removida no condensador?
Qual a quantidade de calor removida no condensador?
Passo 1
Beleza, o exercício é um problema de coluna de destilação operando a 1 atm, onde a alimentação de 200 kg/h (55 mol % CHCl₃ e 45 mol % CH₃COOH) vira um destilado com 95 mol % CHCl₃ e um resíduo com 97 mol % CH₃COOH. A razão de refluxo é 1. A gente precisa calcular a quantidade de calor que sai no condensador. Para isso vamos usar:
• Balanços de massa (total e de componente)
• Conversão de vazão mássica em molar
• Cálculo do vapor que chega ao condensador (V = D + L)
• Entalpia de vaporização (ΔH_vap) de cada componente e média da mistura
• Balanços de massa (total e de componente)
• Conversão de vazão mássica em molar
• Cálculo do vapor que chega ao condensador (V = D + L)
• Entalpia de vaporização (ΔH_vap) de cada componente e média da mistura
Passo 2
Converter 200 kg/h de alimentação em mol/h. Primeiro, a massa molar média:
Então
Passo 3
Fazendo balanços:
- Massa total:
. - Balanço de CHCl₃:
Como
,
Logo
E como a razão de refluxo
,
mol/h.
Passo 4
No condensador a gente condensa todo o vapor que sai do topo:
Para o calor removido usamos
A entalpia de vaporização típica (1 atm, ponto de ebulição) é
No destilado
, então
Logo
Resposta
A quantidade de calor removida no condensador é aproximadamente