Lista 01 Revisao ELV

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Lista de exercícios 01 
 
Disciplina: Operações Unitárias III 
 
Prof. Wendell 
 
1. Uma mistura líquida contendo 25% em mol de benzeno e 75% em mol de álcool 
etílico, com os componentes miscíveis em todas as proporções, é aquecida a pressão 
constante de 1 atm (101,3 kPa) de 60 °C a 90 °C. 
 
a. A que temperatura se inicia a vaporização? 
b. Qual a composição da primeira bolha de vapor formada? 
c. Qual a composição do líquido residual quando 25% em mol da mistura 
inicial é evaporada? Assuma que todo o vapor formado permanece retido no 
equipamento e que ele está completamente misturado e em equilíbrio com o 
líquido residual. 
d. Qual a composição do líquido residual quando 90% em mol da mistura 
inicial é evaporada? 
e. Qual a composição do líquido residual se após uma vaporização de 35% em 
mol da mistura inicial, o vapor formado é removido e uma evaporação 
adicional de 35% em mol é efetuada? 
 
As questões acima devem ser respondidas com base no diagrama de equilíbrio 
obtido a partir de dados experimentais (Tabela 1). 
 
Tabela 01: Dados Txy experimentais 
T (°C) 78,4 77,5 75 72,5 70 68,5 
ybenzeno (%) 0 7,5 28 42 54 60 
xbenzeno (%) 0 1,5 5 12 22 31 
 
T (°C) 67,7 68,5 72,5 75 77,5 80,1 
ybenzeno (%) 68 73 82 88 95 100 
xbenzeno (%) 68 81 91 95 98 100 
 
2. A volatilidade relativa, α, do benzeno em relação ao tolueno a 1 atm é de 2,5. 
Construa um diagrama yx para este sistema a 1 atm. Repita a construção utilizando 
dados de pressão de vapor para o benzeno e para o tolueno (tabela abaixo) em 
conjunção com as leis de Raoult e Dalton. Construa também um diagrama Txy para 
o sistema e responda as questões abaixo: 
 
a. Um líquido contendo 70% em mol de benzeno e 30% de tolueno é aquecido 
em um recipiente a 1 atm até que 25% em mol da mistura original seja 
evaporada. Determine a que temperatura é preciso aquecer a mistura para 
atender esta condição. 
b. Considerando que as fases são separadas mecanicamente e que o vapor se 
condensa, determine a composição do vapor condensado e do líquido 
residual. 
c. Calcule e trace um diagrama dos K-valores em função da temperatura a 1 
atm. Que conclusões podemos tirar deste resultado? 
 
Tabela 01: dados de pressão de vapor para o tolueno 
Pressão de vapor (torr) 20 40 60 100 200 400 760 
Temperatura (°C) 18,4 31,8 40,3 51,9 69,5 89,5 110,6 
 
Tabela 02: dados de pressão de vapor para o benzeno 
Pressão de vapor (torr) 20 40 60 100 200 400 760 
Benzeno (°C) -2,6 7,6 15,4 26,1 42,2 60,6 80,1 
 
3. Determine as temperaturas dos pontos de bolha e de orvalho e as correspondentes 
composições de vapor e de líquido para uma mistura com 30 % em mol de n-
hexano, 32% em mol de n-heptano e 38% em mol de n-octano à pressão total de 1,2 
bar. (assumir comportamento ideal) 
Dados: Equação de Antoine na gama de temperaturas de interesse: 
 
 
 
Onde t é a temperatura em ºC. 
 
 A B C 
n-hexano (1) 4,10014 1170,875 224,317 
n-heptano (2) 4,02023 1263,909 216,432 
n-octano (3) 4,05075 1356,360 209,635 
 
4. Uma mistura líquida saturada contendo 50% em mol de A e 50% em mol de B, é 
alimentada continuamente no aparato abaixo a uma taxa F = 40 mol/h. O 
condensado proveniente do condensador é dividido em duas correntes, Refluxo 
(retorna ao recipiente de alimentação) e destilado (sai como produto). 
 
a. Considerando que a taxa de produção do produto de fundo é de W = 30 
mol/h e que a volatilidade relativa αAB = 2, qual será a composição do 
destilado e do produto de fundo?