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
. 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
, 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:
- a concentração de A em kg por litro (
); - 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 ( ).
Então
Teoria: densidade relativa é a razão entre a densidade da solução e a densidade da água (
Então
Passo 3
Agora, a fração mássica de A é
.
Teoria: fração mássica .
A concentração em massa de A (kg A por L de solução) é
Teoria: fração mássica
A concentração em massa de A (kg A por L de solução) é
Passo 4
Para achar a vazão molar de A (
em kmol/min), usamos teoria de vazão:
,
onde é vazão volumétrica (L/min),
é concentr. (kg/L) e
a massa molar (kg/kmol).
Substituindo:
onde
Substituindo:
Resposta
Concentração de A:
Vazão molar de A:
Vazão molar de A: