LISTA 1 - Balanço de Massa_240418_215543

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<p>Prof. José Diego Magalhães Soares</p><p>Disciplina: Operações Unitárias</p><p>LISTA DE EXERCÍCIOS 1 – Balanço de Massa</p><p>1. Para preparar uma solução de 50% de ácido sulfúrico, um rejeito ácido diluído contendo 28%</p><p>de H2SO4 é reforçado com um ácido sulfúrico comprado contendo 96% de H2SO4. Quantos</p><p>quilogramas de ácido devem ser comprados para cada 100 kg de ácido diluído?</p><p>R: 47,8kg de ácido</p><p>2. Uma solução aquosa de decapagem (retirada de película metálica deposita) contendo 8,8% de</p><p>KI está sendo preparada para decapar ouro em placas de circuito impresso. A solução desejada</p><p>deve ser preparada pela combinação de uma solução forte (12% de KI e 3% de I2 em H2O) com</p><p>uma solução fraca (2,5% de KI e 0,625% de I2 em H2O). Qual deve ser o valor de R, a razão</p><p>entre as massas de solução forte e fraca para fazer a solução de decapagem desejada? Qual será</p><p>a concentração de I2 na solução final? R: valor de R=1,97, concentração de I2 =2,2%</p><p>3. Um fluxograma simplificado para a fabricação de açúcar é apresentado na figura abaixo. A</p><p>cana de açúcar é alimentada em um moinho onde o xarope é espremido e o bagaço resultante</p><p>contém 80% em massa de polpa. O xarope (E) contendo pedaços de polpa finamente divididos</p><p>é alimentado em uma peneira que remove toda a polpa e produz xarope límpido (H), contendo</p><p>(15%) de açúcar e 85% de água. O evaporador prepara um xarope “pesado” e o cristalizador</p><p>produz 1000lb/h de cristais de açúcar.</p><p>(a) Calcule a água removida no evaporador, em libras/hora;</p><p>(b) Calcule as frações mássicas dos componentes na corrente de rejeito G;</p><p>(c) Calcule taxa de alimentação da cana, em libras/hora;</p><p>(d) Do açúcar contido na cana, qual a percentagem que é perdida no bagaço?</p><p>R: L=1500 lbm/h; J=4167 lbm/h; H=6667 lbm/h; E=7819 lbm/h; G=1152 lbm/h</p><p>Rejeito: açúcar=0,015; água=0,035 e polpa=0,95 – F=24596 lbm/h, perda=73,9%</p><p>Prof. José Diego Magalhães Soares</p><p>Disciplina: Operações Unitárias</p><p>4. Uma solução ácida com 60% de H2SO4, 20% de HNO3 e 20% de H2O deve ser obtida pela</p><p>mistura das seguintes soluções: S1 = 10% de HNO3, 60% de H2SO4 e 30% de H2O; S2 = 90% de</p><p>HNO3 e 10% de H2O; S3 = 95% de H2SO4 e 5% de H2O. Calcule a massa de cada solução a ser</p><p>misturada para se obter 1000 kg da solução. R.: S1 = 568,2 kg, S2 = 159,1 kg, S3 = 272,7kg.</p><p>5. Uma mistura líquida de benzeno (58,20%), tolueno (20,40%) e xileno (21,40%) é carga de</p><p>um processo de destilação. A recuperação de benzeno no destilado deve ser de 98,0% e a de</p><p>xileno no resíduo deve ser de 95,0%. A fração mássica de benzeno no destilado (líquido) deve</p><p>ser de 90,0%. Calcule a composição mássica do destilado e do resíduo. R.: D: 90,0%, 8,3%,</p><p>1,7% B: 3,17%, 41,32%, 55,51%</p><p>6. Água do mar contendo 3,5% (massa) passa por uma série de 10 evaporadores.</p><p>Aproximadamente quantias iguais de água são evaporadas em cada uma das 10 unidades, que</p><p>são então condensadas para formam uma corrente de água limpa. O produto de fundo do último</p><p>evaporador contém 5% de sal. Se 30 000 kg/h de água do mar forem alimentadas no processo,</p><p>calcule a fração de água limpa produzida e a porcentagem de sal no produto de fundo do quarto</p><p>evaporador. R: fração=0,3 e sal=3,98%</p><p>7. Uma coluna de destilação separa 10000 kg/h de uma mistura de benzeno-tolueno (50%-50%).</p><p>O produto recuperado no condensador, no topo da coluna, contém 95% de benzeno e a corrente</p><p>de fundo da coluna contém 96% de tolueno. A corrente de vapor que entra no condensador pelo</p><p>topo da coluna registra 8000 kg/h. Uma parte do produto é retornada como refluxo. Suponha</p><p>que as composições das correntes V, D e R sejam idênticas. Encontre a razão de quantidade de</p><p>produto reciclada em relação ao produto D.</p>