Considere uma mistura 50% de água (H2 O) e 50% de etanol (C2 H5 OH) em masa, cuja densidade relativa (DR4 ^20) é igual a 0,9138 . Obtenha:
A vazão molar (kmol / h) de água em 250 m^3 / h de mistura

Passo 1

Beleza, o que o exercício pede é: a gente tem uma mistura 50% em massa de água e 50% em massa de etanol, com densidade relativa (DR) de 0,9138. O fluxo volumétrico dessa mistura é de 250 m³/h. Queremos descobrir a vazão molar de água (em kmol/h).
Conteúdo envolvido: densidade, fração mássica, conversão massa↔mol, massa molar. Vamos usar tudo isso passo a passo.

Passo 2

Primeiro, vamos transformar a densidade relativa (DR) em densidade absoluta da mistura.
  • DR é a razão entre a densidade da mistura e a densidade da água pura (aproximadamente 1 000 kg/m³).
  • Logo:
rhomistura = DR times rhoágua = 0,9138 times 1000;kg/m^3 = 913,8;kg/m^3 á

Passo 3

Agora, usamos essa densidade para achar a vazão mássica total da mistura.
dot mtotal = rhomistura times dot V = 913,8;kg/m^3 times 250;m^3/h = 228,450;kg/h

Passo 4

Como a mistura é 50% água em massa, a vazão mássica de água é metade da total:
dot mH2O = 0,50 times 228,450;kg/h = 114,225;kg/h

Passo 5

Para converter massa de água em mol, usamos a massa molar da água, dot nH2O = dot mH2OMH2O = 114,225;kg/h18,015;kg/kmol approx 6,343;kmol/h .

Resposta

A vazão molar de água é aproximadamente .

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