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 na fase gasosa a qual estaria em equilíbrio com 20 ppm de acetona na fase aquosa.
A fração molar da acetona na fase gasosa a qual estaria em equilíbrio com 20 ppm de acetona na fase aquosa.
Passo 1
O enunciado pede a fração molar de acetona na fase gasosa,
, em equilíbrio com uma fase aquosa contendo
ppm de acetona, a
K e
. Usaremos a lei de Raoult-Dalton, que para soluto muito diluído em água se reduz a
onde
é a fração molar de acetona na fase líquida e
a pressão de vapor da acetona.
Passo 2
Converter
ppm em fração molar na fase aquosa. Para soluto muito diluído,
Passo 3
Calcular a pressão parcial de acetona na fase gasosa em equilíbrio:
Passo 4
Converter em fração molar na fase gasosa usando Dalton:
Resposta
A fração molar da acetona na fase gasosa em equilíbrio é aproximadamente