Deseja-se separar por extraçåo acetona de uma soluçalo aquosa contendo 30 % desta empregando o benzeno como solvente. Calcule: a) as composições e as quantidades do extrato e do refinado se a quantidade de benzeno empregada é de 2 kg por kg de alimentação.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você quer separar a acetona de uma solução aquosa que tem 30% de acetona usando benzeno como solvente. A gente precisa descobrir quanto de extrato (a mistura de benzeno com acetona) e refinado (a solução que sobra depois da extração) vamos ter, e também qual a composição de cada um desses. Para isso, vamos fazer algumas contas de balanço de massa, que é basicamente contar quantas coisas entram e saem para garantir que nada some ou desapareça no processo.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que temos na alimentação (a solução que vamos separar). Você tem 1 kg dessa solução com 30% de acetona. Isso significa que temos:
  • Acetona: 30% de 1 kg = 0,3 kg
  • Água: 70% de 1 kg = 0,7 kg
Além disso, estamos usando 2 kg de benzeno para essa extração. Inicialmente, o benzeno é puro, então não tem acetona.

Passo 3

Agora, vamos pensar no que acontece durante a extração:
  • Extrato: É a parte que contém o benzeno e a acetona que ele vai puxar da solução aquosa.
  • Refinado: É a solução que sobra depois que a acetona foi retirada, basicamente só água.
Como a acetona se mistura tanto com a água quanto com o benzeno, vamos supor que toda a acetona seja transferida para o benzeno (já que não temos dados sobre a distribuição da acetona entre os dois solventes, vamos simplificar assim).

Passo 4

Vamos fazer o balanço de massa:
  1. Total de acetona na alimentação: 0,3 kg
  2. Acetona no extrato: Toda a acetona vai para o benzeno, então são 0,3 kg
  3. Acetona no refinado: Como toda a acetona foi puxada, sobra 0 kg de acetona na água
Agora, vamos ver as quantidades finais:
  • Extrato: 2 kg de benzeno + 0,3 kg de acetona = 2,3 kg
  • Refinado: 0,7 kg de água (já que a acetona saiu)

Passo 5

Por fim, vamos calcular a composição percentual de cada parte:
  • Extrato:
    • Acetona: (0,3 kg / 2,3 kg) × 100 ≈ 13,04%
    • Benzeno: (2 kg / 2,3 kg) × 100 ≈ 86,96%
  • Refinado:
    • Água: 100% (já que não sobrou acetona)

Resposta

Após a extração, teremos:
  • Extrato: 2,3 kg contendo aproximadamente 13,04% de acetona e 86,96% de benzeno.
  • Refinado: 0,7 kg de água pura.

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