Na fabricação de um produto A com massa molar de 192, a corrente de saída de um reator flui a uma vazão de 10,3 l/min. Esta corrente contém A e H2 O. A porcentagem mássica de A é de 41,2 % e a densidade relativa da solução é de 1,025. Calcule a concentração de A em kg/l nesta corrente e a vazão molar de A, em kgmol/min.

Passo 1

Beleza, então o enunciado diz que temos uma solução de A (massa molar kg/kmol) que sai de um reator com vazão volumétrica de 10,3 L/min, contém A e água, tem 41,2 % em massa de A e densidade relativa 1,025 (ou seja, 1,025 kg/L). A gente precisa achar:
  1. a concentração de A em kg por litro ( );
  2. a vazão molar de A em kgmol/min (kmol/min).
Conteúdo: balanço de massa, densidade, fração mássica, conversão de vazão volumétrica em molar. Vamos usar fórmulas básicas de densidade ( ), fração mássica ( ), concentração ( ) e vazão molar ( ).

Passo 2

Primeiro, traduzir a densidade relativa em densidade real.
Teoria: densidade relativa é a razão entre a densidade da solução e a densidade da água ( rho = (densidade relativa) times rhoH2O = 1,025 times 1,kgL = 1,025,kgL ).
Então

Passo 3

Agora, a fração mássica de A é cA = rho times wA = 1,025,kgL times 0,412 = 0,4223,kg AL .
Teoria: fração mássica çã.
A concentração em massa de A (kg A por L de solução) é

Passo 4

Para achar a vazão molar de A ( dotnA = 10,3;L/min;times 0,4223;kg/L192;kg/kmol approx 4,350;kg/min192;kg/kmol approx 0,02266;kmol/min em kmol/min), usamos teoria de vazão:
,
onde é vazão volumétrica (L/min), é concentr. (kg/L) e a massa molar (kg/kmol).
Substituindo:

Resposta

Concentração de A:
Vazão molar de A:

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