(valor 1,25) Você está realizando o seu estágio em uma Estação de Tratamento de Água. Entre as atividades, você deve determinar a vazão da solução de cloro que deve ser adicionada à água tratada. A solução de cloro é prepara da em um tanque com 1 \% de cloro livre (massa/volume, em kg/L) e a vazão da água que deve ser desinfectada é igual a ( 300+ os três últimos números do código de matrícula, litros de água) (Exemplo: 1814356=>300+356= 656 \mathrm{~L} / \mathrm{s} ). A concentração final de cloro livre deve ser igual a 1,45 \mathrm{mg} / \mathrm{L}. Adotar e justificar os valores dos demais dados necessários.

Passo 1

O enunciado pede a vazão de solução de cloro a 1 % (m/v) que devo injetar em um fluxo de água de 300\!+ últimos três dígitos do código, de modo que a concentração final de cloro livre na água seja 1,45 mg/L. O que precisamos fazer é um balanço de massa contínuo: calcular a massa de Cl₂ por segundo necessária e, a partir da concentração da solução de cloro, transformar isso em vazão volumétrica de solução.

Passo 2

Vamos usar o exemplo de matrícula do enunciado: código 1814356. Os três últimos dígitos são 356, então a vazão de água a ser clorada é
Q_{\mathrm{água}} = 300 + 356 = 656\\ \mathrm{L/s}.á

Passo 3

A concentração final desejada é 1,45 mg/L, isto é
C_f = 1,45\\ \mathrm{mg/L} = 1,45\times10^{-6}\\ \mathrm{kg/L}.
Logo, a massa de Cl₂ que preciso adicionar por segundo é
\dot m_{\mathrm{Cl_2}} = Q_{\mathrm{água}}\times C_f = 656\\ \mathrm{L/s}\times1,45\times10^{-6}\\ \mathrm{kg/L} =9,512\times10^{-4}\\ \mathrm{kg/s}.á

Passo 4

A solução de cloro é a 1 % (m/v), ou seja
C_{\mathrm{sol}} = 1\%\\ \mathrm{(m/v)} = 0,01\\ \mathrm{kg/L}.
Para fornecer \dot m_{\mathrm{Cl_2}} devemos ter vazão volumétrica de solução
Q_{\mathrm{sol}} = \frac{\dot m_{\mathrm{Cl_2}}}{C_{\mathrm{sol}}} = \frac{9,512\times10^{-4}\\ \mathrm{kg/s}}{0,01\\ \mathrm{kg/L}} =0,09512\\ \mathrm{L/s}.

Passo 5

Se quisermos também em L/h ou m³/h:
0,09512\\ \mathrm{L/s}\times3600\\ \mathrm{s/h}=342,43\\ \mathrm{L/h}\approx0,3424\\ \mathrm{m^3/h}.

Resposta

A vazão da solução de cloro a 1 % deve ser
0,0951\\ \mathrm{L/s}
(ou 342,4\\ \mathrm{L/h}, equivalente a 0,3424\\ \mathrm{m^3/h}).

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