Uma corrente gasosa contém
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
.
Que porcentagem do hexano que entra no condensador é recuperada como líquido?
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:
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.
- Peso molecular do hexano:
. - Densidade do hexano líquido (aprox. a 20 °C):
. - Fluxo em massa:
- Fluxo em mols:
Passo 3
Balanço de N₂ (não condensa, tudo fica no gás):
- Entrada de N₂:
(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
calculado ao valor real de 11,4 mol/min:
Aí a entrada de hexano é
Passo 6
Porcentagem de hexano recuperada:
Resposta
76,0 % do hexano que entra no condensador é recuperado como líquido.