Em uma operação de pintura industrial, estão sendo empregados simultaneamente diclorometano (cloreto de metileno) e metanol (álcool metílico), ambos de propriedades narcotizantes. Nas análises, verificaram-se as seguintes concentrações:
cloreto de metileno
metanol 100 ppm (V/V)
Verificou-se uma evaporação de 0,683 litros/h de álcool metílico e 0,84 litros/hora de cloreto de metileno. Calcule a vazão de ar diluidora.
cloreto de metileno
metanol 100 ppm (V/V)
Verificou-se uma evaporação de 0,683 litros/h de álcool metílico e 0,84 litros/hora de cloreto de metileno. Calcule a vazão de ar diluidora.
Passo 1
O enunciado dá as concentrações alvo no ar e as taxas de evaporação dos dois solventes. Informações relevantes fornecidas:
A pergunta é: calcular a vazão de ar diluidora (ou seja, o fluxo de ar necessário para diluir os vapores até as concentrações indicadas).
Passo 2
Vou explicar o método que usarei, passo a passo e de forma prática (não se preocupe, eu seguro sua mão nessa parte):
- PPM (V/V) significa “volume do vapor de solvente por milhão de volumes de mistura (ar + vapor)”. Assim, se temos um volume de vapor por hora
(em ), a vazão de ar necessária para obter uma concentração (em ppm) é
- Portanto preciso transformar a taxa de evaporação líquida (em
de líquido) em volume de vapor de solvente (em de gás). Para isso vou: - converter o volume líquido em massa usando a densidade
(g/mL); - dividir pela massa molar
para obter mol/h; - multiplicar pelo volume molar
(assumirei condições padrão de laboratório: a e ) para obter em .
- converter o volume líquido em massa usando a densidade
- Calculo a
exigida por cada solvente e adoto a maior, porque o ar que dilui deve manter ambos abaixo das respectivas concentrações.
(Observação: vou usar constantes físicas de referência: densidades e massas molares conhecidas para metanol e cloreto de metileno; isso é padrão em problemas do tipo.)
Passo 3
Constantes usadas (valores típicos a
–
):
Passo 4
Calculemos o volume de vapor gerado pelo metanol por hora.
- Converter volume líquido em massa:
- Moles por hora:
- Volume de vapor por hora:
Passo 5
Agora a vazão de ar exigida para manter o metanol a
.
Concentração em fração volumétrica:
Vazão de ar necessária:
Passo 6
Repitamos o processo para o cloreto de metileno (DCM).
- Massa por hora:
- Moles por hora:
- Volume de vapor por hora:
Passo 7
Vazão de ar exigida para manter o DCM a
.
Concentração em fração volumétrica:
Vazão de ar necessária:
Passo 8
Conclusão: para que ambas as concentrações sejam respeitadas simultaneamente, a vazão de ar diluidora deve ser no mínimo a maior das duas vazões calculadas (porque a mesma corrente de ar dilui ambos os vapores). Comparando:
Logo precisamos adotar a vazão do metanol, que é a maior.