Questionário operações unitárias

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1) Defina as operações de absorção e stripping ou esgotamento. Cite um exemplo.
A absorção gasosa é uma operação unitária difusional em que um ou vários componentes da mistura gasosa de alimentação se dissolve no líquido. Consiste na operação inversa ao esgotamento ou dessorção ("stripping"), utilizada quando se deseja transferir compostos voláteis, contidos na mistura líquida alimentada para a fase gasosa. 
Tem caráter da separação do componente volátil, garantindo a obtenção da pureza adequada do elemento. Na absorção quanto no stripping, a transferência de massa ocorre entre a fase líquida da mistura e um outro gás. Na absorção, o soluto, único, ou uma mistura deles, todos em fase vapor, contidos numa corrente gasosa, são transferidos para a fase líquida do produto em fase líquida que os absorve. No caso do stripping, o inverso ocorre, ou seja, o soluto, ou a mistura deles, desta feita em fase líquida, são transferidos, para o produto gasoso utilizado na operação.
A absorção é muito utilizada para remover contaminantes de gases, como é o caso da separação de amônia com água. A dessorção ou stripping é comumente utilizado para remover compostos orgânicos voláteis, tais como o benzeno, de águas residuárias.
2) Com base no seu conhecimento na adsorção explique como ocorre o processo de adsorção do N2 na superfície do carvão ativado? E indique se é possível prever se houve melhoria de performance adsortiva no carvão ativado com a inserção de nióbio em sua estrutura.
Carvões ativados possuem microporos entre as camadas de grafite cujo tamanho é de dimensão molecular, ocorrendo interações dispersivas entre a molécula de adsorbato e ambos os lados das paredes do poro, resultando em uma grande capacidade de adsorção. A variação do tamanho de microporos afeta significativamente a interação do poro com o adsorbato, resultante da grande mudança da energia potencial de interação. Os microporos de materiais como o carvão ativado são do tipo "agulha" (slit) entre dois planos de camada de carvão grafitizado. No N2, supõe-se que os campos de potencial dessas camadas podem ser aproximados ao potencial da camada de grafite.
Não houve melhoria de performance adsortiva no carvão ativado com a inserção de nióbio em sua estrutura.
3) Explique o modelo esquemático de uma operação unitária de extração líquido líquido.
SOLVENTE (Seletivo, não corrosivo, barato, preferencialmente imiscível com a solução original)
SOLUÇÃO (mistura original SOLUTO extraível + “inerte”líquido)
MISTURAR/SEPARAR → Equipamento de Extração (sistema misturador/decantador, torres tipo “spray”, enchimento, pratos, …)
EXTRATO (fase rica em solvente, tem o componente extraído) 
RAFINADO (fase POBRE em solvente, componente extraível - 0)
Na extração líquido/líquido a alimentação que contém o Soluto (composto C) a extrair é misturada com o Solvente do processo (composto B) o qual deve ser o mais imiscível possível com o Diluente (composto A) da alimentação. Em resultado deste processo produzem-se duas fases, uma rica no solvente B (Extrato) e outra rica no diluente A (Resíduo ou Refinado). O solvente que se seleciona para o processo de extração deve ter grande afinidade com o soluto C, de tal modo que, no processo de mistura, a transferência de massa ocorra no sentido dos extratos, ou seja o soluto fique preferencialmente retido na fase do solvente B. De seguida há que deixar repousar a mistura por forma a ser possível separar as duas fases praticamente imiscíveis (as quais devem ter densidades diferentes) produzindo-se finalmente o extrato e o resíduo.
Para projetar o equipamento de extração recorre-se também, normalmente, ao conceito de Andar em Equilíbrio e, assim, supõe-se que o extrato e o resíduo resultantes de cada unidade de mistura estão em equilíbrio.
4) Quais as etapas que compreende uma operação de extração sólido-líquido?
Processo onde um ou mais constituintes solúveis presentes em uma mistura de sólidos são extraídos mediante uso de um solvente líquido. Etapas:
Solvente em contato com a superfície da partícula que contém o soluto
Solvente penetra e se difunde na matriz do sólido
Soluto entra em contato com o solvente
Soluto solubilizado e transferido para o meio liquido
 Finalizada dissolução: sólido sedimenta na base do equipamento e sobrenadante contém o soluto extraído da matriz
Dissolução no interior do sólido pode ser: interação física simples ou reação química. Não é possível separa todo o líquido da matriz sólida. Sólido que deixa sistema: contém líquido e soluto dissolvido. Quantidade de solução retida no sólido depende da viscosidade e densidade do solvente.