Considere que uma indústria possui um estoque de uma solução aquosa de hidróxido de sódio contendo 20 % de NaOH em massa necessita entregar a um parceiro comercial uma solução de NaOH a 8 %. A indústria fará a entrega do produto requerido pelo parceiro a partir da diluição da solução a 20 %, utilizando água pura.
a) Calcule as proporções ( g H2O/g solução de alimentação) e (g solução de produto/g solução de alimentação).
b) Determine as taxas de alimentação da solução a 20 % e da água de diluição necessárias para produzir 2.310 lbm / min da solução a 8 %.

Passo 1

O enunciado envolve diluição de uma solução aquosa de NaOH de 20 % m/m até 8 % m/m usando água pura. O conteúdo é balanço de massa (total e de NaOH) em regime estacionário, com três correntes: solução concentrada (alimentação), água de diluição e produto final.

Passo 2

Definimos as vazões mássicas:
bul<=t Fs = vazão da solução de NaOH 20 % (alimentação)
bul<=t Fw = vazão da água pura
bul<=t P = vazão da solução produto 8 %
O balanço de massa total é
Fs + Fw = P
e o balanço de NaOH é
0,20,Fs + 0cdot Fw = 0,08,P
Da equação de NaOH segue
P = 0,200,08,Fs = 2,5,Fs
e então
Fw = P - Fs = 2,5,Fs - Fs = 1,5,Fs

Passo 3

As proporções pedidas em (a) são diretamente
FwFs = 1,5, PFs = 2,5
Em unidades de massa isso significa:
g H2Og solução de alimentação=1,5çãçã
e
g solução produtog solução de alimentação=2,5çãçãçã.

Passo 4

Para produzir P=2310 lbm/min de solução a 8 % basta usar
Fs = 23102,5 = 924 lbm/min, Fw = 1,5,Fs = 1,5times924 = 1386 lbm/min

Resposta

a) g H2Og solução de alimentação=1,5çãçã, g solução produtog solução de alimentação=2,5çãçãçã.
b) Fs=924 lbm/min e Fw=1386 lbm/min.

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