Uma das formas de se pré-purificar um produto farmacêutico é utilizando centrífugas e filtros rotativos, segue o fluxograma de um processo operando em regime estacionário. O processo opera em regime estacionário e a mistura inicial contém água e o fármaco em questão. Sabendo que a corrente de entrada possui uma vazão mássica de 1000,00 kg/h, com 10,00 % em massa de fármaco, determine:
c) A composição molar da corrente C.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre um processo de pré-purificação de um produto farmacêutico usando centrífugas e filtros rotativos. A corrente de entrada tem uma vazão mássica de 1000 kg/h, com 10% em massa de fármaco e o restante é água. Nosso objetivo aqui é determinar a composição molar dessa corrente, ou seja, quanto cada componente contribui em termos de mol.
Para resolver isso, vamos precisar entender alguns conceitos básicos:
  • Massa molar: que é a massa de uma molécula de uma substância.
  • Mole: uma unidade que mede a quantidade de substância.
  • Fração molar: a proporção de mols de um componente em relação ao total de mols na mistura.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a massa de cada componente na corrente de entrada.
  • Massa total da corrente: 1000 kg/h
  • Massa de fármaco: 10% de 1000 kg = 100 kg/h
  • Massa de água: 90% de 1000 kg = 900 kg/h
Então, temos:
Massa do fármaco = 100 , kg/h á
Massa da água = 900 , kg/h á

Passo 3

Agora, vamos converter essas massas em mols. Para isso, precisamos das massas molares das substâncias:
  • Água (H₂O): aproximadamente 18,015 g/mol
  • Fármaco: aqui precisamos saber a massa molar específica do fármaco em questão. Como não foi fornecida, vamos chamar de 100 , kg = 100,000 , g g/mol.
Convertendo as massas de kg para g:
900 , kg = 900,000 , g
Mols de fármaco = 100,000 , gMf , g/mol = 100,000Mf , mol
Calculando os mols:
Mols de água = 900,000 , g18,015 , g/mol approx 49,994 , mol á
á

Passo 4

Finalmente, vamos calcular a fração molar de cada componente. A fração molar ( Xi = nintotal ) é dada por:
ntotal = 100,000Mf + 49,994
onde Xf = 100,000Mf100,000Mf + 49,994 é o número de mols do componente Xágua = 49,994100,000Mf + 49,994 e é o total de mols na mistura.
Calculando:
Então, a fração molar do fármaco ( ) é:
E a fração molar da água ( á) é:
á

Resposta

A composição molar da corrente C é:
Xf = 100,000Mf100,000Mf + 49,994
Xágua = 49,994100,000Mf + 49,994 á
Obs.: Para obter valores numéricos específicos, é necessário conhecer a massa molar ( ) do fármaco em questão.

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