Deseja-se separar por extraçåo acetona de uma soluçalo aquosa contendo
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:
- Total de acetona na alimentação: 0,3 kg
- Acetona no extrato: Toda a acetona vai para o benzeno, então são 0,3 kg
- 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.