LISTA DE EXERCÍCIOS 3 PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS I

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SENAI SANTA LUZIA CFP JOÃO CARLOS GIOVANINNI 
 
 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS 3 – BALANÇO DE MASSA 
 
OPERAÇÕES DE PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS I 
☒ Regular ☐ Recuperação Paralela ☐ Recuperação Final ☐ 2ª chamada 
 
DATA: MODALIDADE: ☐ APRENDIZAGEM ☐ QUALIFICAÇÃO ☒ TÉCNICO TURMA: 
INSTRUTOR(A): Mayara e Roberta NOTA: 
ALUNO (A): 
 
QUESTÃO 01 – A densidade relativa do nitrobenzeno é 𝐷 =1,2. Calcule a massa (em Kg) de 250 litros de 
nitrobenzeno. 
QUESTÃO 02 – A alimentação de um reator de síntese de amônia contém 25% molar de nitrogênio, sendo 
o resto de hidrogênio. Se a vazão total de alimentação é de 3000 kg/h, calcule a vazão de nitrogênio em kg/h. 
QUESTÃO 03 – A extração líquido/líquido é uma operação usada para separar os componentes de uma 
mistura líquida de duas ou mais espécies. A seguir um fluxograma de um processo no qual o ácido acético 
(A) é extraído de uma mistura de ácido acético e água (B) com 1 hexanol (C), um líquido que é imiscível com 
água. Calcule todas as correntes mássicas desconhecidas. 
 
 
 
QUESTÃO 04 – Propano é queimado com oxigênio puro para produzir dióxido de carbono e água de 
acordo com a seguinte reação: 
𝐶3𝐻8 + 5𝑂2→3 𝐶𝑂2 + 4𝐻2𝑂 
Propano e oxigênio são alimentados na câmara de combustão na proporção estequiométrica: 5 mols 
O2/mol C3H8. Calcule a fração mássica de propano na alimentação. 
QUESTÃO 05 – Uma solução aquosa 0,50 molar de ácido sulfúrico entra em uma unidade de processo com 
uma vazão de 1,25 m3/min. A densidade relativa da solução é 1,03. Calcule 
 a) a concentração mássica do H2SO4 em kg/m3, 
b) a vazão mássica de H2SO4 em kg/s e 
 
 
 
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c) a fração mássica do H2SO4. (R: a) 49 kg/m3 b)1 kg/s c) 0,048) 
QUESTÃO 06 – Uma mistura de metanol e acetato de metila contém 15,0% em peso de metanol. 
a) Determine a quantidade de matéria (mol) de metanol em 200,0 kg da mistura. 
b) A vazão de acetato de metila na mistura é 100,0 mol/h. Qual deve ser a vazão da mistura em Kg/h? 
QUESTÃO 07 – Uma mistura de metano e ar é inflamável apenas se a percentagem molar de metano está 
entre 5% e 15%. Uma mistura contendo 9,0% molar de metano em ar escoando com uma vazão de 700 kg/h 
deve ser diluída com ar puro para reduzir a concentração de metano até o limite inferior de inflamabilidade. 
Calcule a vazão necessária de ar em moles/h e a percentagem em peso de oxigênio na corrente 
final de gás. (Nota: O ar pode ser considerado como tendo 21% molar de O2 e 79% molar de N2, com um 
peso molecular médio de 29,0) 
QUESTÃO 08 – No processo de concentração de suco de laranja, o suco original (corrente A) contém 12,0% 
de sólidos e 88,0 % de H2O, enquanto o suco concentrado produzido deverá conter 42,0% de sólidos 
(corrente B). Inicialmente, um processo de evaporação direta foi utilizado para a concentração, porém os 
constituintes voláteis do suco evaporaram junto com a água, produzindo um concentrado com gosto ruim. O 
presente processo contorna este problema através de uma corrente de desvio da alimentação A (by-
pass), que é misturada à corrente de saída do evaporador (figura abaixo). Sabe-se que a corrente de saída 
do evaporador é constituída por 58,0% de sólidos em massa. Calcule, para uma alimentação de1000Kg/h 
de suco original: 
a) A quantidade de suco concentrado produzido (corrente B) 
b) A vazão da alimentação que desvia do evaporador (corrente D) 
c) A vazão de entrada no evaporador (corrente C) 
Obs: Assuma que a evaporação se processa sem arraste de sólidos. 
 
 
 
QUESTÃO 09 – Uma solução salina (F) contendo 33,3% de KNO em massa é usada para obtenção de 
cristais (C) de KNO contendo no máximo 4% de água. O processo consiste em passar a solução inicialmente 
por um evaporador, onde a temperatura de saída é de 150°C, gerando uma solução concentrada (P) com 
49,4 % de KNO em massa. A seguir, esta solução é encaminhada a um cristalizador, onde a temperatura é 
reduzida a 38°C, onde os cristais são obtidos, gerando uma solução saturada contendo 36,4 % de KNO em 
 
 
 
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massa. Esta solução saturada (R) é totalmente reciclada. A alimentação virgem do processo é de 500 kg/h. 
Calcule todas as vazões desconhecidas e razão da corrente de resíduo pela corrente de alimentação virgem 
do processo. 
 
 
 
QUESTÃO 10 – Uma mistura, em massa, contendo 40% de benzeno e o resto de tolueno alimenta uma 
coluna de destilação, com vazão de 2.000 kg/h. Uma corrente de topo contendo 90% de benzeno é produzida 
enquanto 10% do benzeno alimentado sai na corrente de fundo da coluna. Nessa situação, a vazão da 
corrente de topo da coluna, em kg/h, é igual a: 
 
 
 
	LISTA DE EXERCÍCIOS 3 – BALANÇO DE MASSA
	QUESTÃO 01 – A densidade relativa do nitrobenzeno é 𝐷 =1,2. Calcule a massa (em Kg) de 250 litros de nitrobenzeno.
	QUESTÃO 02 – A alimentação de um reator de síntese de amônia contém 25% molar de nitrogênio, sendo o resto de hidrogênio. Se a vazão total de alimentação é de 3000 kg/h, calcule a vazão de nitrogênio em kg/h.
	QUESTÃO 03 – A extração líquido/líquido é uma operação usada para separar os componentes de uma mistura líquida de duas ou mais espécies. A seguir um fluxograma de um processo no qual o ácido acético (A) é extraído de uma mistura de ácido acético e á...
	QUESTÃO 04 – Propano é queimado com oxigênio puro para produzir dióxido de carbono e água de acordo com a seguinte reação:
	𝐶3𝐻8 + 5𝑂2→3 𝐶𝑂2 + 4𝐻2𝑂
	Propano e oxigênio são alimentados na câmara de combustão na proporção estequiométrica: 5 mols O2/mol C3H8. Calcule a fração mássica de propano na alimentação.
	QUESTÃO 05 – Uma solução aquosa 0,50 molar de ácido sulfúrico entra em uma unidade de processo com uma vazão de 1,25 m3/min. A densidade relativa da solução é 1,03. Calcule
	a) a concentração mássica do H2SO4 em kg/m3,
	b) a vazão mássica de H2SO4 em kg/s e
	c) a fração mássica do H2SO4. (R: a) 49 kg/m3 b)1 kg/s c) 0,048)
	QUESTÃO 06 – Uma mistura de metanol e acetato de metila contém 15,0% em peso de metanol.
	a) Determine a quantidade de matéria (mol) de metanol em 200,0 kg da mistura.
	b) A vazão de acetato de metila na mistura é 100,0 mol/h. Qual deve ser a vazão da mistura em Kg/h?
	QUESTÃO 07 – Uma mistura de metano e ar é inflamável apenas se a percentagem molar de metano está entre 5% e 15%. Uma mistura contendo 9,0% molar de metano em ar escoando com uma vazão de 700 kg/h deve ser diluída com ar puro para reduzir a concentraç...
	QUESTÃO 08 – No processo de concentração de suco de laranja, o suco original (corrente A) contém 12,0% de sólidos e 88,0 % de H2O, enquanto o suco concentrado produzido deverá conter 42,0% de sólidos (corrente B). Inicialmente, um processo de evap...
	a) A quantidade de suco concentrado produzido (corrente B)
	b) A vazão da alimentação que desvia do evaporador (corrente D)
	c) A vazão de entrada no evaporador (corrente C)
	Obs: Assuma que a evaporação se processa sem arraste de sólidos.
	QUESTÃO 09 – Uma solução salina (F) contendo 33,3% de KNO em massa é usada para obtenção de cristais (C) de KNO contendo no máximo 4% de água. O processo consiste em passar a solução inicialmente por um evaporador, onde a temperatura de saída é de 150...
	QUESTÃO 10 – Uma mistura, em massa, contendo 40% de benzeno e o resto de tolueno alimenta uma coluna de destilação, com vazão de 2.000 kg/h. Uma corrente de topo contendo 90% de benzeno é produzida enquanto 10% do benzeno alimentado sai na corrente de...