Na produção de um medicamento, que tem massa molar de 192, o fluxo de saída do reator contendo água e o medicamente escoa a uma taxe de
. A composição da mistura tem
em massa de medicamento e a densidade relativa da solução é de 1,024 . Calcule a concentração do medicamento (em quilogramas por litro) no fluxo de saída e a vazão do medicamento em quilogramas-mols por minuto tendo como base de cálculo 1 kg da solução de medicamento e água.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um problema sobre a produção de um medicamento. Nos dizem que a massa molar do medicamento é 192 g/mol, o fluxo de saída do reator é de 10,5 litros por minuto, a mistura tem 41,2% em massa de medicamento, e a densidade relativa da solução é 1,024. Nosso objetivo é calcular:
- A concentração do medicamento em quilogramas por litro (kg/L) no fluxo de saída.
- A vazão do medicamento em quilogramas-mol por minuto (kg·mol/min), considerando 1 kg da solução de medicamento e água.
Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de densidade, concentração em massa e cálculos de fluxo mais complicados usando a massa molar.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a concentração do medicamento em kg/L. Sabemos que a mistura tem 41,2% em massa de medicamento e a densidade da solução é 1,024 kg/L (já que densidade relativa de 1,024 significa que a solução é 1,024 vezes mais densa que a água, que tem 1 kg/L).
Para encontrar a concentração em kg/L, multiplicamos a fração em massa pelo total da densidade:
Substituindo os valores:
Passo 3
Fazendo a conta:
Arredondando, temos aproximadamente 0,422 kg/L.
Passo 4
Agora, vamos calcular a vazão do medicamento em kg·mol/min. Primeiro, precisamos saber quantos quilogramas de medicamento saem por minuto, e depois converter essa massa para quilogramas-mol usando a massa molar.
Sabemos que o fluxo total é de 10,5 L/min e a concentração de medicamento é de 0,422 kg/L. Então, a massa de medicamento por minuto é:
Passo 5
Calculando:
Agora, para converter essa massa em quilogramas-mol, usamos a massa molar do medicamento (192 g/mol ou 0,192 kg/mol):
Passo 6
Fazendo o cálculo:
Resposta
A concentração do medicamento no fluxo de saída é de aproximadamente 0,422 kg/L, e a vazão do medicamento é de cerca de 23,07 kg·mol/min.