TDQ   Cap 14

TDQ Cap 14


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molar de etanol na mistura inicial (x0), no resíduo (x) e no destilado (xD). 
Considere para a estimativa as condições operacionais de destilação diferencial.
Compare xD com o valor médio de y.
Dado: Diagrama T versus fração molar de etanol
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DESTILAÇÃO DIFERENCIAL - EXEMPLO
A) Solução:
A fração molar inicial (x0) e no resíduo (x) podem ser obtidas diretamente no diagrama temperatura versus composição.
x0 = 0,47
x = 0,14
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DESTILAÇÃO DIFERENCIAL - EXEMPLO
Deteminação de xD:
Do diagrama:
 T	 x	 y	
80	0,47	0,64	
81	0,37	0,60	
82	0,29	0,56	
83	0,22	0,54	
84	0,17	0,52	
85	0,14	0,48	
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DESTILAÇÃO DIFERENCIAL - EXEMPLO
CALCULOS:
ln(L0/L) = 1,31	\uf0e0 L0=3,7L
BALANÇO MATERIAL GLOBAL: L0=L+D \uf0e0 D=2.7L
BALANÇO MATERIAL PARA O ETANOL: 
L0x0=Lx+DxD \uf0e0 3,7*L*0.47=L*0.14+2.7*L*xD
xD=0,59 \uf0e0 valor médio de y = 0,56
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DESTILAÇÃO FLASH - EQUACIONAMENTO PARA MISTURAS BINÁRIAS
Balanço Material Global:
F = L + V
Balanço Material para um dos componentes:
X F = x L + y V
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DESTILAÇÃO FLASH - EXEMPLO
CONSIDERE QUE UMA MISTURA DE BENZENO E TOLUENO CONTENDO 40% EM MOLS DE BENZENO SEJA DESTILADA EM UM TAMBOR DE FLASH OPERANDO A 300K E 50 mmHg. SE O FLUXO MOLAR DA ALIMENTAÇÃO FOR DE 1000 mol/h, CALCULE OS FLUXOS E AS FRAÇÕES MOLARES NAS SAÍDAS DE LÍQUIDO E DE VAPOR.
DADO: DIAGRAMA TEMPERATURA VERSUS COMPOSIÇÃO.
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DESTILAÇÃO FLASH - EXEMPLO
Solução:
F=1000 mol/h, z=0,4
Do diagrama pressão versus composição:
x=0,24 e y=0,50
Balanço Material Global:
F = L + V \uf0e0 V=1000-L (1)
Balanço Material de benzeno:
z F = x L + y V (2)
Substituindo...
0,4*1000=0,24*L+0,5*(1000-L)
L=100/0,26=384,6 mol/h
V=1000-384,6=615,4 mol/h
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DESTILAÇÃO FRACIONADA
Exemplo:
Considere uma coluna de fracionamento na qual ocorra a separação total entre os componentes em uma mistura binária, apresente qual a composição de cada componente no resíduo e no destilado para as seguintes condições: 
 Mistura ideal com A mais volátil que B;
 Mistura ideal com B mais volátil que A;
 Mistura com formação de azeótropo com temperatura de ebulição mínima;
 Mistura com formação de azeótropo com temperatura de ebulição máxima.
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SOLUÇÃO DILUÍDA IDEAL
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SOLUÇÃO DILUÍDA IDEAL
Exemplos:
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SOLUÇÃO DILUÍDA IDEAL
Exemplos:
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SOLUÇÃO DILUÍDA IDEAL
KAcetona= 175 torr
Kcloroformio=165 torr
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LEI DE HENRY, SOLUBILIDADE DE GASES
Lei de Henry:
Coeficiente de Bunsen (\u3b1): =volume do gás dissolvido (0°C e 1 atm)
 volume do solvente
Ver tabela 14.3 do Castellan, pag. 335.
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DISTRIBUIÇÃO DE UM SOLUTO ENTRE DOIS SOLVENTES (LEI DE NERNST)
Lei de distribuição de Nernst: 
Em soluções diluídas uma substância se distribui entre dois solventes imiscíveis então a razão da concentração em um solvente para a concentração em segundo solvente sempre resulta em uma constante (a T cte).Essa razão constante de concentrações para a distribuição de um soluto entre dois solventes particulares é chamado de coeficiente de distribuição ou coeficiente de partição para uma substância entre dois solventes.
Coeficientes de distribuição de = conc. de A em 1 = K (a T cte)
A entre solventes 1 e 2 conc. de A em 2
O coeficiente de distribuição tem um valor constante para cada soluto considerado e depende da natureza dos solventes usados em cada caso.
É evidente que nem todo soluto A será transferido para o solvente 2 numa extração simples a não ser que K seja muito grande. Normalmente são necessárias várias extrações para remover todo soluto A do solvente 1. Na extração do soluto de uma solução, é sempre melhor usar diversas porções pequenas do segundo solvente do que fazer uma extração simples com uma porção grande.
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Exemplo 1: Suponha, que uma determinada extração proceda com um coeficiente de distribuição de 10, ou seja, K=10. O sistema consiste de 50mg de componente orgânico dissolvido em 1,00mL de água (solvente 1). Nesse caso, compare a eficácia de 3 extrações de 0,50mL com éter etílico (solvente 2) com 1 extração de 1,50mL de éter etílico.
DISTRIBUIÇÃO DE UM SOLUTO ENTRE DOIS SOLVENTES (LEI DE NERNST)
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DISTRIBUIÇÃO DE UM SOLUTO ENTRE DOIS SOLVENTES (LEI DE NERNST)
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