Uma corrente gasosa contém 18,0 % molar de hexano, e o restante é nitrogênio. A corrente flui para um condensador, onde a temperatura é reduzida e parte do hexano condensa. A fração molar de hexano na corrente gasosa que deixa o condensador é 0,0500 . O hexano líquido condensado é recuperado com uma taxa de 1,50 L / min.
Que porcentagem do hexano que entra no condensador é recuperada como líquido?

Passo 1

Beleza, aqui a ideia é um “balanço de massa” num condensador. A matéria é Equilíbrio de Fases/Balanço de Massa: a gente tem um gás com 18,0 % molar de hexano (C₆H₁₄) e 82,0 % de N₂, cai a temperatura, parte do hexano vira líquido e sai num fluxo de 1,50 L/min. O gás que sai ainda tem 5,00 % molar de hexano. A pergunta é: que porcentagem do hexano que entrou foi recuperada como líquido?
O que vamos precisar:
  • Converter 1,50 L/min de líquido para mol/min (usando densidade e peso molecular do hexano).
  • Fazer balanço de N₂ para relacionar o fluxo de entrada (F) com o fluxo de gás que sai (G).
  • Fazer balanço de hexano para achar quantos mols de hexano condensaram e comparar com o que entrou.

Passo 2

Converter 1,50 L/min de hexano líquido em mol/min.
  1. Peso molecular do hexano: dotm = 1,50;L/min;times;654,8;gL = 982,2;g/min .
  2. Densidade do hexano líquido (aprox. a 20 °C): dotnell = dotmM = 982,286,18 approx 11,4;mol/min .
  3. Fluxo em massa:
  1. Fluxo em mols:

Passo 3

Balanço de N₂ (não condensa, tudo fica no gás):
  • Entrada de N₂: 0,82,F ;=; 0,9500,G Longrightarrow G = 0,820,95,F approx 0,8632,F (mol/min).
  • Saída de N₂: fração molar de N₂ no gás é , logo é .
    Como nada some:

Passo 4

Balanço de hexano:
  • Entrada de C₆H₁₄: .
  • Saída no gás: .
  • Saída no líquido:

Passo 5

Agora igualamos 0,13684,F = 11,4 Longrightarrow F = 11,40,13684 approx 83,32;mol/min calculado ao valor real de 11,4 mol/min:
Aí a entrada de hexano é

Passo 6

Porcentagem de hexano recuperada:
dotnell0,18,F = 11,415,0 = 0,76 ;longrightarrow; 76,0%

Resposta

76,0 % do hexano que entra no condensador é recuperado como líquido.

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