exercícos para segunda prova parte 01

Prévia do material em texto

Lista de Exercícios – segunda prova
01) Questões sobre fugacidade da fase líquida (pelo livro do Koretsky): 7.22; 7.23; 7.24; 7.25; 7.26 
02) Lei de Raoult e flash (pelo livro do Koretsky): 8.1; 8.4; 8.5; 8.6; 8.7
03) Para o sistema n-pentano(1)/n-heptano(2), as pressões de vapor das espécies puras são dadas por:
Onde T está em °C e Pisat em kPa. Assumindo que a Lei de Raoult descreve o equilíbrio líquido/vapor para este sistemas, determine:
	a) x1 e y1 para o equilíbrio de fases a 63°C e 95 kPa.
	b) T e y1 para P = 95 kPa e x1 = 0,34.
c) P e y1 para T = 63°C e x1 = 0,44.
d) t e x1 para P = 85 kPa e y1 = 0,86.
e) P e x1 para T = 70°C e y1 = 0,08.
f) A fração do sistema que é líquida, x1 e y1 a 60°C e 115 kPa, quando a composição global do sistema é equimolar.
g) A fração do sistema que é líquida, x1 e y1 a 60°C e 115 kPa, quando a composição global do sistema é 60% (base molar) de n-pentano.
04) Para o sistema benzeno(1)/etilbenzeno(2), Pisat das espécies puras são dadas por:
Onde T está em °C e Pisat em kPa. Assumindo que a Lei de Raoult descreve o equilíbrio líquido/vapor para este sistema, determine:
	a) x1 e y1 para o equilíbrio de fases a 105°C e 120,0 kPa.
	b) T e y1 para P = 101,325 kPa e x1 = 0,40.
c) P e y1 para T = 100°C e x1 = 0,64.
e) P e x1 para T = 95°C e y1 = 0,30.
f) A fração do sistema que é líquida, x1 e y1 a 100°C e 101,325 kPa, quando a composição global do sistema é equimolar.
05) Para o sistema 1-clorobutano(1)/ clorobenzeno(2) as pressões de vapor das espécies puras são dadas por:
Onde T está em °C e Pisat em kPa. Assumindo que a Lei de Raoult descreve o equilíbrio líquido/vapor para este sistemas, determine:
	a) x1 e y1 para o equilíbrio de fases a 63°C e 95 kPa.
	b) T e y1 para P = 95 kPa e x1 = 0,34.
c) P e y1 para T = 63°C e x1 = 0,44.
d) t e x1 para P = 85 kPa e y1 = 0,86.
e) P e x1 para T = 70°C e y1 = 0,08.
f) A fração do sistema que é líquida, x1 e y1 a 60°C e 115 kPa, quando a composição global do sistema é 60% (base molar) de 1-clorobutano.
06) Supondo que alei de Raoult seja válida, faça os seguintes cálculos para o sistema benzeno(1)/ tolueno(2):
	a) Dados x1 = 0,33 e T = 100°C, ache y1 e P.
	b) Dados y1 = 0,33 e T = 100°C, ache x1 e P.
c) Dados x1 = 0,33 e P = 120 kPa, ache y1 e T.
d) Dados y1 = 0,33 e P = 120 kPa, ache x1 e T.
e) Dados P = 120 kPa e T = 105°C, ache x1 e y1.
f) Para a parte e), se a fração molar global do benzeno for z1 = 0,33, que fração do sistema bifásico em base molar é vapor?
g) Por que a lei de Raoult parece ser um excelente modelo para esse sistema nas condições fornecidas (ou calculadas)? 
07) Ar, mais do que dióxido de carbono, é barato e atóxico. Por que o ar não é o gás escolhido para a fabricação de refrigerante e champanhe barata? (Sugestão: consulte a tabela com da constante de Henry para esses gases dissolvidos na água)
08) Gás hélio engarrafado é utilizado como meio de respiração para mergulhadores em águas profundas do mar. Por quê? A Tabela 10.1 pode fornecer dados úteis.
09) Uma solução binária concentrada na espécie 2 (mas x2 ≠ 1) está em equilíbrio com uma fase vapor contendo as duas espécies 1 e 2. A pressão desse sistema bifásico é 1 bar, e a temperatura é de 25°C. Determine, a partir dos seguintes dados, boas estimativas para x1 e y1.
Dados H1 = 200,0 bar e P2sat= 0,10 bar.
10) Os cálculos de flash são mais simples para misturas binárias do que no caso geral multicomponente, porque as composições do equilíbrio em um sistema binário são independentes da composição global. Mostre que, para um sistema em ELV,
OBS: Nos problemas 11 até 16, você deve procurar na Tabela B.2, no Apêndice B do livro do Smith e van Ness ou no Apêndice A.1 do livro do Koretsky os valores dos parâmetros da equação de Antoine.
11) Uma mistura binária de fração molar z1 é flasheada para as condições T e P. Para cada uma das seguintes opções determine: as frações molares no equilíbrio x1e y1 das fases líquida e vapor formadas; e a fração molar do vapor formado (V). Considere que a lei de Raoult se aplica.
a) Acetona(1)/acetonitrila(2), z1 = 0,75; T = 340 K; P = 115 kPa.
b) Benzeno(1)/etilbenzeno(2), z1 = 0,50; T = 100°C; P = 0,75 atm.
c) Etanol(1)/1-propanol(2), z1 = 0,25; T = 360 K; P = 0,80 bar.
d) 1-Clorobutano(1)/Clorobenzeno(2), z1 = 0,50; T = 125°C; P = 1,75 bar.
12) A corrente que sai de um poço de gás é constituída por 50% de metano, 10% etano, 20% de propano e 20% de n-butano, em base molar. Esta corrente é alimentada em um condensador parcial, mantido a uma pressão de 17,24 bar, onde a temperatura é levada a 26,7°C. Determine a fração molar do gás que condensa e as composições das fases líquida e vapor que deixam o condensador.
13) Uma mistura equimolar de n-butano e n-hexano, a pressão P, é levada a uma temperatura de 93,35°C, onde existe como uma mistura líquido/vapor em equilíbrio. Para uma fração molar de n-hexano na fase líquida de 0,75 qual é a pressão P, qual a fração do sistema que se encontra líquida, em base molar, e qual é a composição da fase vapor?
14) Uma mistura contendo 25% de n-pentano, 45% de n-hexano e 30% de n-heptano, em base molar, é levada à condição de 68,35°C e 1 bar. Qual é a fração do sistema que se encontra líquida, em base molar, e quais são as composições das fases?
15) Uma mistura contendo 15% de etano, 35% de propano e 50% de n-butano, em base molar, é levada à condição de 37,75°C e pressão P. Se uma fração, em base molar, de sistema de 0,4 encontra-se líquida, qual é a pressão P e quais são as composições das fases líquida e vapor?
16) Uma mistura de 30% de metano, 10% de etano, 30% de propano e 30% de n-butano, em base molar, é levada à condição de -40°C e pressão P, onde existe como uma mistura líquido/vapor em equilíbrio. Se a fração molar do metano na fase vapor for igual a 0,9, qual será a pressão P?
1