Uma corrente de exaustão a partir de uma unidade de fabricação de um semicondutor contem
de acetona e
de ar. Para eliminar alguma possível poluição ambiental, esta corrente de acetona-ar alimenta uma coluna de transferência de massa na qual a acetona será eliminada por contracorrente de água a 293 K . A torre opera a uma pressão total de
Pa. Se a relação de equilíbrio Raoult-Dalton pode ser usada para determinar a distribuição acetona entre o ar e a fase aquosa, determinar: A 293 K a pressão de vapor da acetona é
.
A fração molar da acetona dentro da fase aquosa a qual estaria em equilíbrio com
de acetona na mistura gasosa.
A fração molar da acetona dentro da fase aquosa a qual estaria em equilíbrio com
Passo 1
O enunciado dá uma corrente gasosa com
mol % de acetona (e
mol % de ar) que entra em contato com água a
K e
Pa. Usando o modelo de equilíbrio Raoult–Dalton, queremos achar a fração molar de acetona na fase aquosa,
, em equilíbrio com
de acetona no gás. A pressão de vapor da acetona a
K é
Pa.
Passo 2
Calcular a pressão parcial da acetona na fase gasosa via a lei de Dalton:
onde
e
Pa. Logo,
Passo 3
Aplicar a lei de Raoult para a acetona na solução aquosa (assumindo solução ideal diluída):
Esse é o balanço de fugacidades na aproximação ideal.
Passo 4
Isolar
e substituir os valores:
Resposta
A fração molar de acetona na fase aquosa em equilíbrio é aproximadamente
.