Uma solução aquosa 0,50 molar de ácido sulfúrico entra em uma unidade de processo com uma vazão de 1,25 m^3 / min. A densidade relativa da solução é 1,03 . Calcule (1) a concentração mássica do H2 SO4 em kg / m^3, (2) a vazão mássica de H2 SO4 em kg / s e (3) a fração mássica do H2 SO4.

Passo 1

Beleza! O enunciado diz que temos uma solução aquosa de H₂SO₄ 0,50 M entrando a 1,25 m³/min, com densidade relativa 1,03.
Conteúdo: concentração molar → concentração mássica, conversão de vazão volumétrica para mássica e cálculo de fração mássica.
O que vamos precisar:
  • Molaridade (mol/L) → mol/m³
  • Massa molar do H₂SO₄ (≈98,08 g/mol)
  • Densidade da solução (ρ = densidade relativa × 1000 kg/m³)
  • Fórmulas: cm = C,(mol/m^3)times Mm,(kg/mol) dot m = dot V,(m^3/s)times cm,(kg/m^3) w = cmrho

Passo 2

Primeiro, transformar 0,50 M (mol/L) em mol/m³:
C = 0,50;molL = 0,50times 1000 = 500;molm^3
Massa molar do H₂SO₄:
Mm = 98,08;gmol = 0,09808;kgmol
Agora, concentração mássica:
cm = C times Mm = 500;molm^3times0,09808;kgmol = 49,04;kgm^3

Passo 3

Convertemos a vazão volumétrica para m³/s:
dot V = 1,25;m^3min = 1,2560;m^3/s = 0,02083;m^3/s
A vazão mássica de H₂SO₄ é então:
dot m = dot V times cm = 0,02083;m^3stimes49,04;kgm^3 approx1,02;kgs

Passo 4

Para achar a fração mássica, precisamos da densidade da solução:
rho = 1,03times1000 = 1030;kg/m^3
A fração mássica é:
w = cmrho = 49,041030 approx0,0476

Resposta

(1) 49,04 kg/m³
(2) 1,02 kg/s
(3) 0,0476 (ou 4,76 %)

Exercícios relacionados