Exercícios 1-2014.1

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UFRN –CT – DEQ
Disciplina: Princípios dos Processos Químicos
Professora: Fátima Medeiros
Lista de exercícios 1 - (2014-2) 
1- O gás natural liquefeito, LNG, tem a seguinte composição molar:
Metano - 93,5 %
Etano - 4,6 %
Propano - 1,2 %
Dióxido de Carbono - 0,7 %
Calcule: 
a) a composição mássica do LNG;
b) a massa molecular média do LNG.
2-Você é chamado para fazer uma solução laboratorial 0,10 molar em H2SO4 a partir de H2SO4 concentrado (96,0%). Você verifica a densidade relativa do H2SO4 96% e observa que é de 1,858.
 Calcule:
a)	a massa de ácido 96% necessária por litro de solução;
b)	o volume de ácido 96% necessário por litro de solução;
c)	a densidade da solução 0,1 molar.
3-Trióxido de enxofre (SO3) pode ser absorvido em uma solução de ácido sulfúrico para formar ácido sulfúrico mais concentrado. O gás a ser absorvido contém 55% de SO3, 41%de N2, 3% de SO2 e 1% de O2.
a) Quamtas partes por milhão de O2 estão presentes no gás?
b) Qual a composição do gás isenta de N2?
4- Uma mistura de etanol e água contém 60% em peso de água;
a) admitindo a aditividade do volume dos componentes, estime a densidade relativa da mistura a 20ºC. Que volume (em litros) desta mistura se requer para totalizar 150moles de etanol?
b) repita a parte (a) com a informação adicional de que a densidade relativa da mistura a 20ºC é 0,93518. Que percentagem de erro é resultado da suposição dos volumes aditivos?
5- Sabendo-se que a densidade do etanol a 20oC é 789,3 kg/m3, calcule o volume molar do etanol a 20oC, a quantidade de matéria expressa em moles e a massa de etanol contida num tambor de 200L a 20°C.
6- Uma mistura líquida ternária contém 10 kg de n-hexano, 25% em massa de n-heptano e uma razão molar de n-octano/n-heptano igual a 1.6. Calcule a massa e a quantidade de matéria expressa em moles da mistura, a composição expressa em frações mássicas e molares e a massa molar média.
7- Uma solução aquosa de ácido sulfúrico, 5% em peso (ρ=1,03g/ml) escoa através de uma tubulação de 45,0m de comprimento e 6,0cm de diâmetro, com uma vazão de 87 L/min.
a) Qual a molaridade do ácido sulfúrico na solução?
b) Quanto tempo (em segundos) será necessário para encher um barril de 5,5 galões?
c) Quanto ácido sulfúrico (kg) conterá o barril? Correlacione a velocidade média do fluido com a vazão e estime quanto tempo demorará (em segundos) para a solução passar pela tubulação desde a entrada até a saída
8-NaCl úmido contém 5% de umidade em base seca, determine as frações molares de água e sal no material úmido e a respectiva umidade em base úmida.
9-Uma suspensão de partículas de carbonato de cálcio em água escoa através de uma tubulação. Sua tarefa é determinar a vazão mássica e volumétrica da suspensão, densidade e composição desta suspensão, expressa em fração molar e mássica. Você coleta a corrente em uma proveta graduada por 1 minuto; depois pesa a proveta, evapora a água e pesa novamente a proveta. Os resultados obtidos foram os seguintes: 
massa da proveta vazia: 65 g
massa da proveta + suspensão coletada: 565g
volume coletado: 455ml
massa da proveta após evaporação: 215g
10 - As seguintes afirmativas podem ser verdadeiras ou falsas
Se metanol e etanol encontram-se dissolvidos em água, com concentrações, respectivamente, iguais a 0,05 e a 0,15 mol/L, a fração molar de metanol em base isenta de água é igual a 0,25.
 Sabendo que a massa molar do etanol é igual a 46g/mol, suponha que se disponha de 1,046 kg de uma solução com 1 mol de etanol por kg de água. Para diluir essa solução a uma concentração de etanol de 0,1 mol de etanol por kg de água, deve-se adicionar 10 kg de água à solução existente.
11-Um gás é composto de 60% de metano e 40% de etileno por volume. Deseja-se armazenar 12,7 kg desta mistura gasosa num cilindro com capacidade de 0,05 m3 a uma temperatura máxima de 45°C. Calcule a pressão no interior do cilindro.
Supondo que a mistura obedeça a lei dos gases perfeitos;
Usando o fator de compressibilidade determinado pelo ponto pseudo crítico da mistura.
Quantos quilogramas desta mistura podem ser armazenadas no cilindro a 45°C, para uma pressão máxima permissível de 85 atm?
12-Uma amostra de gás natural retirada a 3500 kPa abs e 120°C é separada por cromatografia em condições padrão. Após se efetuar a análise a quantidade em gramas de cada componente no gás é a seguinte:
	Componente
	m(g)
	Metano
	100
	Etano
	240
	Propano
	150
	Nitrogênio
	50
	Total
	540
Qual era a densidade da mistura original do gás?
13-A composição mássica de uma mistura líquida de hidrocarbonetos parafínicos é: n-hexano (10%), n-heptano, (35%), n-octano (55%). São dadas as densidades a 20°C e os pesos moleculares dos hidrocarbonetos:
ρ n-hexano=659,35 kg/m3 Mn-hexano=86kg/kmol
ρ n-heptano=683,74 kg/m3 Mn-heptano=100kg/kmol
ρ n-octano=702,50 kg/m3 Mn-octano=114kg/kmol
Considerando mistura de líquidos ideais calcule:
a) a densidade da mistura a 20° C relativa à da água a 4°C;
b) a composição molar da mistura e o peso molecular médio
c) as vazões mássica e molar se a vazão volumétrica é 800m3/dia;
d) considerando que toda a mistura líquida passou para o estado de vapor a 120°C e 100 kPa, determine a vazão volumétrica do vapor produzido, assumindo comportamento de gás ideal. Dado R= 8,314kPa.m3/kmol.K.
 
10- Um gás natural passa por uma estação coletora de líquido (parcela condensada de gás), onde são removidos 10m3/dia a 20°C de um líquido de gás natural que contém 3% de n-C4, 40% de n-C5, 45% de n-C6 e 12% de n-C7 (composições mássicas). A vazão do gás natural medida após a estação coletora é 1500m3/h nas CNTP e a sua densidade relativa ao ar 0,68. Calcule a vazão volumétrica (m3/h) nas CNTP do gás natural antes da estação coletora e sua densidade relativa ao ar também nas CNTP.
Sugere-se a resolução das seguintes questões do livro texto (Felder).
5.75, 5.76, 5.2, 5.3, 5.25. 3.3 e 3.5
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