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Nota: 0,2 de 0,2 De acordo com Barbosa: “Processo de produção é um conjunto de ações executadas em etapas envolvendo modificações da composição química, geralmente acompanhadas de modificações físicas nas matérias-primas, para obter o produto final.” (Operações da indústria química: princípios, processos e aplicações. São Paulo: Erica, 2015). Essenciais para execução dos processos químicos, físico-químicos, petroquímicos etc., cada etapa individualizada do processo é considerada uma operação unitária. Algumas etapas do processo englobam reações químicas, enquanto outras são simples modificações físicas. Na Tabela, estão enumerados alguns processos de produção industrial relevantes (numerados de 1 a 6) e algumas atividades (designadas com as letras A a F). A correta correspondência entre o processo e a atividade é: A ( ) 1-B; 2-E; 3-D; 4-C; 5-A; 6-F. B ( X ) 1-B; 2-E; 3-D; 4-A; 5-C; 6-F. C ( ) 1-E; 2-A; 3-D; 4-F; 5-B; 6-C. D ( ) 1-B; 2-D; 3-E; 4-C; 5-A; 6-F. E ( ) 1-A; 2-F; 3-C; 4-B; 5-D; 6-E. 0/0,2 2. Os balanços materiais avaliam a quantidade de material que entra, se acumula e sai dos processos químicos. Trata-se de cálculos que permitem determinar o rendimento do processo, as possíveis perdas materiais durante o processamento, além da detecção de falhas nas etapas, possibilitando sua correção: manutenção de juntas, vedações de vazamentos, troca parcial ou completa de um equipamento etc. Considere que determinada planta industrial possui um tanque de neutralização, onde deverá ser feita a neutralização de 5 kg de uma solução aquosa de NaOH a 50% (em massa) com 5 kg de uma solução aquosa de HCl a 50% (em massa). A Figura a seguir ilustra o fluxograma desse processo de neutralização. Na corrente de saída do reator, as quantidades de NaCl, H2O e excesso de HCl, em quilos, são, respectivamente: A ( ) 3,656 kg; 6,125 kg e 0,22 kg. B ( ) 2,345 kg, 6,125 kg e 0,22 kg. C ( x ) 3,656 kg; 1,100 kg e 0,12 kg. / ERRADA D ( ) 3,334 kg, 0,22 kg e 3,656 kg. E ( ) 0,22 kg, 1,125 kg e 2,22 kg. 0,2/0,2 3. Cálculos estequiométricos são a base de todo processo de produção que envolva reação, haja vista resultarem em sua otimização, impactando diretamente na relação custo/benefício. Para tal, é necessário o conhecimento das fórmulas moleculares das substâncias que participam da reação, bem como a proporção entre elas. Assim, a estequiometria está baseada na relação entre as quantidades dos reagentes e produtos, resultando em equações químicas devidamente balanceadas, que traduzem o que de fato está ocorrendo dentro do reator. No balanço de materiais, a utilização da estequiometria industrial é fundamental. Considere que determinada indústria siderúrgica produz ferro a partir da hematita (Fe2O3). O processo ocorre à batelada, e utiliza-se 5,2 toneladas de minério como ponto de partida. Sabe-se que o rendimento do processo é de 95%. A reação de obtenção do ferro a partir da hematita, que traduz o fenômeno em estudo, é a que segue: Fe2O3 + C → Fe + CO A quantidade de ferro produzida (em kg) por batelada é: Dados: C=12u; O=16u; Fe=56u A ( ) 3.584 kg. B ( ) 3.955 kg. C ( ) 3.640 kg. D ( ) 3.287 kg. E ( X ) 3.458 kg. 0,2/0,2 4. O balanço material de um processo químico pode ser feito para toda a planta, para certos setores desta, ou até para um único equipamento. Em todas essas situações, o balanço material está fundamentado na lei da conservação de massa de Lavoisier, a qual afirma que a matéria não pode ser criada nem destruída, mas transformada. Onde: E = Materiais de entrada S = Materiais de saída A = Acúmulo: se “A” = 0, então E = S Sabe-se que em determinado processo industrial são carregadas, no misturador, duas soluções de etanol/água: a primeira contém 500 kg (composta 50% em massa de etanol); a segunda contém 1000 kg (composta por 80% em massa de etanol). O fluxograma do processo está ilustrado na Figura a seguir. As frações mássicas de etanol e água dentro do tanque (composição da mistura final) são, respectivamente: A ( ) 0,9 e 0,1. B ( ) 0,4 e 0,6. C ( X ) 0,7 e 0,3. D ( ) 0,5 e 0,5. E ( ) 0,8 e 0,2.