Lista Equilibrio Líquido-Vapor

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Faculdade de Engenharia Química – FEQUI/UFU 
 
Operações Unitárias 2 – 1ª Lista de Exercícios – Profº Carlos Henrique Ataíde (04/2017) 
 
1) Equilíbrio líquido-vapor: Os dados de pressão de vapor para a mistura hexano-octano são 
apresentados na Tabela 1 a seguir: 
 
Tabela 1− Pressão de vapor do n-hexano e n-octano (101,325 kPa). 
 Temperatura Pressão de vapor, kPa 
 °F °C n-hexano n-octano 
1 155,7 68,7 101,3 16,1 
2 175 79,4 136,7 23,1 
3 200 93,3 197,3 37,1 
4 225 107,2 284,0 57,9 
5 258,2 125,7 456 101,3 
 
Montar o diagrama de ponto de ebulição (T versus composição ou T versus x e y) para esse sistema. 
 
2) Diagrama T vs. x e y: No diagrama para o sistema isopropanol-água à 380 mmHg (Figura 1), 
encontrar: 
 
a) A temperatura de ebulição do isopropanol puro a 380 mmHg; 
b) A temperatura de ebulição da água pura a 380 mmHg; 
c) Qual a temperatura do ponto de bolha da mistura com 20 % (molar) de isopropanol e 80 % 
(molar) de água a 380 mmHg; 
d) Qual a composição de vapor em equilíbrio com o líquido nessa temperatura (item c); 
e) Qual a temperatura do ponto de orvalho, com 20 % molar de isopropanol na mistura; 
f) Qual a faixa de composição do líquido em equilíbrio com o vapor na condição do azeótropo. 
 
Figura 1− Diagrama T versus x e y para isopropanol-água a 380 mmHg. 
 2 
3) Prato ideal para destilação (Matéria do Capítulo 2). Uma mistura com 100 moles, contendo 60 
% molar de n-pentano e 40 % molar de n-heptano é vaporizada a pressão de 101,325 kPa (abs) 
para formar 40 moles de vapor e 60 moles de líquido. O processo de vaporização desenvolve-se 
num estágio simples de equilíbrio ou ideal (fases em contato íntimo). Calcular a composição do 
vapor e líquido que deixam o estágio? Os dados de equilíbrio para esse sistema estão na Tabela 2. 
Tabela 2– Frações molares do n-pentano a 101,325 kPa. 
x y x y x y 
1,000 1,000 0,398 0,836 0,059 0,271 
0,867 0,984 0,254 0,701 0 0 
0,594 0,925 0,154 0,521   
 
4) Exercício de análise de desempenho 1: Calcular o número ideal de estágios para o sistema do 
Exemplo 1 (resolvido em sala de aula), considerando as seguintes condições operacionais na coluna 
de absorção: 
− acetona à entrada da coluna (base da coluna): 25% molar 
− acetona no óleo à entrada da coluna (topo da coluna): 1,5% molar 
− acetona no líquido efluente (saída da coluna): 8% molar 
− porcentagem de acetona absorvida: 90% 
 
5) Coluna de absorção do Exemplo 1: Considerando as condições do Exemplo 1 (resolvido em 
sala de aula), quantos estágios ideais serão necessários para absorver 97% de acetona considerando 
que óleo não volátil entra no topo da coluna com 0,005 (fração molar) de acetona. As demais 
condições operacionais permanecem inalteradas. 
 
6) Coluna stripping para a remoção de contaminante: Uma solução aquosa diluída contendo 
um hidrocarboneto tóxico é stripped ou esgotada com ar puro numa coluna com oito estágios ideais. 
(a) Qual fator de stripping (S) para uma remoção de 98%? 
(b) Que percentual de remoção será alcançado se o fator de stripping (S) for igual a 2,0? 
 
7) Exercício de análise de desempenho 2: Quais são os efeitos nas composições (frações 
molares) de saída do gás e líquido se implementarmos as seguintes modificações nas condições de 
operação do Exemplo 3 (resolvido em sala de aula) 
a) Uma redução na temperatura de operação da coluna de dessorção, altera a relação de equilíbrio 
para = =*ey y 0,6x , mantendo as demais condições de operação inalteradas, ou seja, N, L/V, yb e 
xa do Exemplo 3. 
b) Redução da relação entre as taxas molares V/L de 1,5 para 1,25, mantendo as demais condições 
de operação inalteradas: N, yb e xa 
Definições: 
N: número ideal de estágio 
L/V: relação entre a taxa molar de líquido (L) e gás (V) na coluna 
yb : fração molar de soluto no gás à entrada da coluna 
xa : fração molar de soluto no líquido à entrada da coluna 
 
8) Absorção de acetona numa coluna multiestágios com fluxos contracorrentes: Deseja-se 
absorver 90% da acetona (A) de uma corrente de ar que contém 1,0% (molar) de acetona. A taxa 
molar da mistura gasosa à entrada da coluna é de 30 kmol/h. Água pura à taxa de 90 kmol/h é 
utilizada como solvente absorvedor. A operação desenvolve-se isotermicamente à 300 K e a pressão 
total de 101,3 kPa. A relação de equilíbrio nessas condições é *A A y = 2,53 x . Determinar o número 
teórico ou ideal de estágios necessários para a separação: 
a) Utilizando o procedimento gráfico (McCabe-Thiele) 
b) Utilizando as expressões de Kremser 
 3 
9) Absorção de CO2 numa coluna multiestágios com fluxos contracorrentes: Uma corrente 
gasosa contém 90% molar de N2 e 10% molar e CO2. Deve-se absorver o CO2 utilizando uma 
corrente de água pura na coluna à 5,0 °C. A coluna é dotada de serpentinas de resfriamento, que 
são responsáveis por manter a operação de absorção em condições isotérmicas. A operação 
desenvolve-se a 10 atm. Se a razão entre as taxas molares de líquido/gás na coluna for 1,5 vezes a 
razão mínima, encontrar o número de estágios necessários para absorver 92% de CO2 presente na 
corrente gasosa de entrada. 
Dicas: 
a) pode-se estabelecer como base de cálculo, uma taxa molar de gás à entrada da coluna de 1,0 
mol/h. 
b) Linha de operação para operação em estágios com fluxos contracorrentes: 
+
+ +
−
= + a a a ann 1 n
n 1 n 1
V y L xL
y x
V V
, onde: 
nL = taxa molar da mistura líquida (inerte líquido + soluto) 
n 1V + = taxa molar da mistura gasosa (inerte gasoso + soluto) 
nx = fração molar de soluto na mistura ou em nL 
n 1y + = fração molar de soluto na mistura ou em n 1V + 
Neste exercício: inerte líquido: água; inerte gasoso: N2 e o soluto: CO2 
Como linearizar SEMPRE a Linha de Operação (LO) ???? (IMPORTANTE) 
 
Resposta da pergunta anterior: Trabalhar com as taxas molares em base ISENTA de soluto, as 
quais não sofrem modificação ao longo da coluna, ou seja: 
iL = taxa molar de inerte líquido (água) ao longo da coluna (valor constante) 
iV = taxa molar de inerte gasoso (N2) ao longo da coluna (valor constante) 
 
Reescrevendo a LO teremos (O McCabe; livro texto não utiliza essa abordagem): 
i a i ai
n 1 n
i i
V Y L XL
Y X
V V+
−
= + (equação linear) 
Para a equação anterior ficar consistente dimensionalmente, as frações molares X e Y deverão ser 
redefinidas em base isenta de soluto, ou seja: 
 
moles de soluto
X
moles de inerte liquido 
= e 
moles de soluto
Y
moles de inerte gasoso
= 
 
Qual a relação entre x e X ; y e Y ????? 
( )
( )
( ) ( )
moles de soluto
moles soluto inerte liquidox moles de soluto
X
moles soluto inerte liquido1 x moles de inerte liquido moles de soluto
moles soluto inerte liquido moles soluto inerte liquido
+
= = =
+−
−
+ +
Similarmente, 
y
Y
1 y
=
−
 
A constante de Henry para o sistema nessas condições (P = 10,0 atm e T = 5,0 °C) é igual a 
876 atm ou 
2
atm
876 
fraçao molar de CO no liquido
 e a relação de equilíbrio é: 
H
y x
P
= , onde 
P=pressão de operação da coluna. 
Os dados de equilíbrio na forma de fração molar de soluto (CO2) na fase líquida nas condições 
operacionais da coluna encontram-se na tabela a seguir. Preencher as demais coluna da tabela e 
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resolver a questão. Nesse caso a LO (linear) e Curva de Equilíbrio devem ser “plotadas” no diagrama 
do tipo Y vs. X. 
 
x y xX
1 x
=
−
 
y
Y
1 y
=
−
 
0 0 
0,0001 
0,0004 
0,0006 
0,0008 
0,0010 
0,0012 
 
10) Planta para tratamento de gás: Usualmente, uma planta para purificação de um efluente 
gasoso dispõe de duas colunas. Uma coluna de absorção gasosa (com estágios ou recheada) e uma 
segunda coluna de esgotamento, dessorção ou stripping (também com estágios ou recheada) para a 
limpeza e reciclagem do solvente absorvedorutilizado na primeira coluna. Nessa operação o solvente 
recuperado na coluna de esgotamento é continuamente reciclado. 
 
Exemplo de aplicação de uma planta de tratamento de gás: remoção de CO2 e/ou H2S de uma 
corrente gasosa de uma refinaria de petróleo ou do gás natural. Neste caso, é comum utilizar uma 
solução aquosa diluída de Mono Etano Amina (MEA) ou outra amina na primeira coluna e vapor de 
água como gás de stripping na segunda coluna. Para a absorção e stripping, usualmente assumimos 
algumas considerações simplificadoras para os três componentes do sistema: 
a) gás de stripping insolúvel no solvente 
b) solvente não volátil 
c) o sistema opera à temperatura e pressão constante 
 
Montar um fluxograma esquemático de uma planta de tratamento de gás com as duas colunas, 
mostrando as correntes e alguns equipamentos importantes (trocadores de calor, bombas, 
sopradores/compressores etc) considerando que a primeira coluna (absorção) opera a temperatura 
ambiente e a segunda opera à temperatura de pressão do vapor de água saturado. 
 
11) Solução analítica do Exemplo 1 (sala de aula): Mostrar através de balanços materiais e 
utilizando a relação de equilíbrio fornecida, como resolver o Exemplo 1 de forma analítica. Calcular as 
composições (frações molares) do gás e líquido dos estágios 1 e 2 de forma analítica e comparar os 
resultados com os valores oriundos da solução gráfica (sala de aula). 
 
12) Coluna de laboratório para levantar dados de equilíbrio para a absorção: Uma safa 
estagiária em Engª Química, doidinha para mostrar serviço, fez a seguinte pergunta ao supervisor de 
uma planta química: Qual a relação de equilíbrio que estava sendo utilizada para estimar o 
desempenho da coluna de absorção de NH3 com água pura (1,0 atm e 80 ºF). O supervisor, meio 
sem paciência, disse: atualmente não temos essa informação, considerando as várias alterações nas 
condições operacionais da coluna ao longo de tempo. A inquieta estagiária prontamente disparou, 
deixa comigo....obterei essa relação ou informação. O supervisor, também Engº Químico, ficou um 
pouco impressionado, mas sentiu que estagiária mostrava certa convicção. Ficou acertado que a 
estagiária teria uma semana para levantar essa informação e também poderia utilizar a infra-
estrutura disponível da empresa. A estagiária não perdeu tempo, foi ao laboratório para verificar as 
condições de uma pequena coluna de absorção, construída em PVC, que estava empoeirada e 
esquecida num canto. Abriu a coluna para verificar as condições internas e observou que o 
equipamento contava com 4 estágios de contato considerados ideais e, de um modo geral em boas 
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condições de uso. A estagiária também constatou que os estágios de contato eram do tipo pratos 
perfurados com vertedouro (altura ajustável). Após uma limpeza geral e montagem da coluna, com o 
vertedouro na altura máxima, a estagiária programou o seguinte experimento, com o propósito de 
levantar os dados de equilíbrio: 
a) fornecimento de água da torneira em condições isotérmicas (80 ºF). Pequena bomba 
peristáltica e banho termostatizado. 
b) Com uma mangueira flexível a estagiária desviou, da tubulação que alimenta a coluna 
industrial, uma pequena quantidade do gás (ar + NH3) para a coluna do laboratório. Um teste 
preliminar mostrou que a fração molar de amônia no gás era de 0,01. 
c) As válvulas instaladas nas linhas de água e gás permitiram um ajuste nas taxas molares de 
água e gás na coluna. A estagiária optou por trabalhar na relação de L/V=1,2 (mesma da 
coluna industrial). 
d) Nessas condições operacionais, após certo tempo de funcionamento da coluna, (regime 
permanente) a fração molar de amônia no gás à saída da coluna foi de 0,0027. 
 
A estagiária assumiu que nessas condições pode-se utilizar uma relação de equilíbrio para o sistema 
diluído do tipo: y* mx= . Calcular o valor de m ou Hxy, considerando o procedimento da estagiária. 
Checar o resultado ou valor encontrado (dados da literatura). Fazer comentários pertinentes sobre o 
procedimento da estagiária. 
 
13) Coluna stripping para limpeza de um líquido. Uma coluna de estágios é utilizada para 
remover 99% de um hidrocarboneto volátil (A) presente numa corrente líquida (água + A), utilizando 
ar puro na operação de limpeza. Como o sistema pode ser considerado diluído, a relação de 
equilíbrio assume a forma do tipo =y* mx . 
a) Se o fator de stripping (S) for igual a 1,8, quantos estágios ideais são necessários para a 
separação? 
b) Uma estagiária em engenharia química retirou uma alíquota do líquido que entra no topo da 
coluna stripping e, após análise dessa amostra, observou a presença ou traços (pequenas 
quantidades) de mais um contaminante (B). De outra forma, a estagiária descobriu que na 
verdade a corrente líquida era constituída de: água + A + B. A safa estagiária fez uma 
consulta nos livros de Operações Unitárias e constatou que, nas condições de operação da 
coluna: a “volatilidade” do componente B no ar é duas vezes a do componente A (ou de outra 
forma, a constante de Henry (m) do componente B é o dobro da constante do componente 
A). Qual a expectativa de remoção do componente B. Mantendo as demais condições 
inalteradas, ou seja, N e L/V são os mesmos valores do item a. 
 
14) Concurso Químico (a) de Petróleo Júnior (questão 53 de 2006). A acetona é absorvida 
de uma mistura como ar, por um óleo não volátil, em operação contracorrente. O gás de entrada 
contém 30% de acetona (base molar) e o óleo de entrada está livre de acetona. Se 97% de acetona 
contida no ar deve se absorvida e o licor concentrado do fundo da torre deve conter 10 % molar de 
acetona (base molar), a reta de operação da coluna de absorção tem coeficiente angular de: 
 
(A) 1,0 
(B) 2,5 
(C) 3,8 
(D) 4,9 
(E) 5,1 
 
15) Concurso de Engenheiro (a) de Processamento Júnior (questão 32, item 5 de 2001). 
Suponha que uma coluna de absorção em contracorrente opere com uma corrente de entrada 
gasosa de 1.001 moles/min, dos quais 1.000 moles/min são de um solvente A e 1 mol/min é do 
soluto B. Deseja-se recuperar 90% da quantidade de B por absorção em um solvente líquido C, que 
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é alimentado puro à coluna. Supondo que apenas B seja transferido entre as fases e que a relação 
de equilíbrio para B seja Y = 2X, na qual X representa o número de moles de B dissolvidos por mol 
de A e Y representa o número de moles de B dissolvidos por mol de C, então a vazão de C 
necessária para realizar a separação desejada é de, pelo menos, 500 moles/min. 
 
16) Concurso Engenheiro (a) de Processamento Pleno (questão 53 de 2005). O processo de 
absorção para recuperação dos componentes pesados do gás natural se dá através de uma absorção 
física, promovida pelo contato do gás com um óleo de absorção. O mecanismo de absorção é a(o); 
 
(A) diferença entre a pressão de vapor dos componentes no óleo e sua pressão parcial no gás 
(B) diferença entre as temperaturas de condensação dos componentes do óleo 
(C) diferença entre a pressão de vapor dos componentes no gás e pressão parcial no óleo 
(D) expansão das moléculas gasosas e posterior condensação 
(E) aumento da tensão superficial na interface gás-óleo 
 
17) Concurso Químico (a) de Petróleo Júnior(questões 53 e 54 de 2008). A coluna de 
recheio mostrada na Figura 2 abaixo será empregada na resolução da questão 17 (parte a e b). 
 
 
Figura 2- Esquema da coluna recheada. 
 
A trietanolamina em solução aquosa é um solvente utilizado na retirada do H2S contido em diversos 
gases industriais. Numa refinaria, o gás proveniente de uma coluna de destilação de petróleo está 
contaminado com H2S. Deseja-se reduzir drasticamente a concentração de H2S no produto final 
usando a coluna recheada ilustrada na Figura 2. 
 
Parte a: Considerando as correntes que são introduzidas ou removidas nas posições I a IV, conclui-
se que se trata de operaçãode 
(A) esgotamento, na qual o gás contaminado deverá ser introduzido na posição II e a trietanolamina 
pura deverá ser introduzida na posição III. 
(B) esgotamento, na qual o gás contaminado deverá ser introduzido na posição III e a trietanolamina 
contaminada deverá ser removida na posição IV. 
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(C) esgotamento, na qual a trietanolamina pura deverá ser introduzido na posição IV e o gás 
contaminado deverá ser introduzida na posição III. 
(D) absorção, na qual a trietanolamina pura deverá ser introduzido na posição II e o gás purificado 
deverá ser removido na posição I. 
(E) absorção, na qual a corrente gasosa contaminada deverá ser introduzida na posição I e a 
trietanolamina pura deverá ser introduzida na posição III. 
 
Parte b: Um rejeito industrial que está contaminado por compostos orgânicos voláteis solúveis em 
água precisa ser tratado para poder ser descartado. Pretende-se remover esses compostos voláteis 
usando vapor de d’água. Considerando as correntes que são introduzidas ou removidas nas posições 
I a IV, conclui-se que se trata de operação de 
(A) esgotamento, na qual o rejeito contaminado deverá ser introduzido na posição II e o vapor 
deverá ser introduzido na posição III. 
(B) esgotamento, na qual o rejeito contaminado deverá ser introduzido na posição III e o vapor 
deverá ser introduzido na posição I. 
(C) esgotamento, na qual o rejeito contaminado deverá ser introduzido na posição IV e o vapor na 
posição I. 
(D) absorção, na qual o vapor entra na posição IV e o rejeito tratado sai pela posição III. 
(E) absorção, na qual o vapor entra na posição II e sai com os compostos orgânicos voláteis pela 
posição I. 
 
18) Concurso Engenheiro (a) de Processamento Júnior (questão 24 de 2010). Uma coluna 
de absorção foi dimensionada para absorver 90% de uma substância de massa molar igual a 50 
kg/kmol, presente em uma corrente de ar, usando água pura como solvente. O teor dessa substância 
no ar é de 40% em base molar e, na solução aquosa formada, é de 25% em massa. Considerando-
se que sejam desprezíves a solubilidade do ar na água e a evaporação da água, a razão molar entre 
a água usada como solvente e a corrente de ar a ser tratada é: 
Dados: Massas molares: H = 1 kg/kmol; O = 16 kg/kmol; Ar = 29 kg/kmol 
 
(A) 4,50 
(B) 3,00 
(C) 2,40 
(D) 1,62 
(E) 1,08 
 
19) Concurso Químico (a) de Petróleo Júnior (questão 61 de 2010). Uma absorvedora 
recupera 97% do álcool etílico em uma corrente que deixa o fermentador com uma vazão molar de 
200 mol/s a 303 K e 101.325 Pa, contendo 98% molar de gás carbônico (CO2). O álcool deve ser 
removido usando água como solvente com uma vazão molar de 150 mol/s a 303 K e 101.325 Pa em 
uma coluna de pratos isotérmica e isobárica. A composição do álcool no produto líquido é de, 
aproximadamente, 
Dados: Suponha que a solução obedeça à lei de Raoult e a fase gasosa tenha comportamento ideal. 
A pressão de vapor álcool etílico a 303 K é 40 103 Pa. 
 
(A) 0,020 
(B) 0,026 
(C) 0,038 
(D) 0,062 
(E) 0,120 
 
 8 
20) Concurso Profissional Júnior – Engenharia Química PETROBRAS DISTRIBUIDORA SA 
(questão 61 de 2010). No processo de separação por absorção gasosa, sabe-se que: 
 
(A) O solvente deve ser criteriosamente selecionado de forma a apresentar alta viscosidade para 
originar elevados coeficientes de transferência de massa e baixa pressão de vapor para 
eliminar possíveis perdas para a carga gasosa. 
(B) A relação LS (vazão molar de solvente líquido)/VS (vazão molar de solvente gasoso) mínima 
corresponde a um número infinito de estágios e à concentração máxima de soluto no produto 
líquido. 
(C) A relação LS (vazão molar de solvente líquido)/VS (vazão molar de solvente gasoso) máxima 
corresponde à máxima concentração do soluto no produto gasoso e a um número infinito de 
estágios. 
(D) Pelo menos três (3) componentes estão presentes, e uma espécie se transfere da fase líquida 
para a fase gasosa. 
(E) A força motriz nesse processo de separação é a diferença de concentração do soluto na fase 
gasosa e na fase líquida. 
 
21) Concurso Químico (a) de Petróleo Júnior (questão 64 de março de 2010). Uma torre de 
absorção representada no esquema abaixo retira 80% da acetona de uma corrente de ar que contém 
10% em mol do contaminante. O gás entra a 50,0 kmol/h, e água pura que será usada para 
absorver a acetona entra em contracorrente a 100 kmol/h. O processo opera isotermicamente a 303 
K e a pressão total de 1,0 atm. As frações molares y1 e xN são, respectivamente, 
 
 
(A) 0,1 e zero 
(B) 0,01 e 0,04 
(C) 0,02 e 0,04 
(D) 0,02 e 0,05 
(E) 0,16 e 0,07 
 
 
22) Concurso Químico (a) de Petróleo Júnior (questões 171 a 175 de 2004). A absorção é 
um método muito utilizado na separação de componentes de uma mistura gasosa. Acerca desse 
processo, julgue os itens subseqüentes: 
 
(A) Para determinar o número de estágios necessários para que ocorra a separação desejada, é 
correto usar o método gráfico, traçando-se uma curva de operação e outra de equilíbrio em 
função da composição. Essas curvas podem ser corretamente aproximadas para uma reta, 
quando a variação volumétrica das fases durante o processo for pequena. 
(B) Como as entalpias envolvidas na transferência de um componente do gás para o líquido 
podem ser desprezadas, a temperatura na coluna de absorção é sempre constante. 
(C) Para uma eficiente separação de um componente de uma mistura gasosa, é necessário que 
os demais compostos sejam pouco ou completamente insolúveis na fase líquida. 
(D) Considerando que uma torre de absorção opera a pressões moderadas, admite-se que o 
equilíbrio líquido-vapor do componente que é extraído de uma mistura gasosa de 
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hidrocarbonetos pela fase líquida tem um comportamento ideal e pode ser expresso pela lei 
de Raoult. 
(E) Frações de hidrocarbonetos líquidos dissolvidos em gases de refinaria, ou no gás natural, 
podem ser extraídos em uma torre de absorção, passando uma mistura de hidrocarbonetos 
pesados, como querosene, em contracorrente. 
 
23) Concurso Químico (a) de Petróleo Júnior- TRANSPETRO (questão 40 de 2011). Uma 
corrente gasosa com vazão molar de 40 kmol/h contendo ar e 5% molar de acetona é tratada, para 
remover 80% da acetona presente, em uma coluna de absorção que opera a 300 K e 101,3 kPa. A 
água é usada como solvente com vazão molar de 100 kmol/h. A equação de equilíbrio do sistema 
acetona–ar–água é y = 2,53x onde y e x são as composições molares da fase líquida e da fase 
gasosa em equilíbrio. A composição molar de acetona do produto líquido é, aproximadamente, 
 
(A) 0,40% 
(B) 1,04% 
(C) 1,57% 
(D) 5,00% 
(E) 99,98% 
 
24) Concurso Engenheiro (a) de Processamento Junior (questão 50 de 2010). 100 mol/h de 
uma mistura amônia-ar, considerada ideal, contendo 15% em volume de amônia, entram em uma 
coluna de absorção em contracorrente para serem tratados com água de modo a recuperar 95% da 
amônia. A relação solvente líquido/solvente gasoso é 2. A razão molar de amônia no produto líquido 
e a vazão do solvente, em mol/h, são, respectivamente, 
 
(A) 0,009 e 85 
(B) 0,077 e 85 
(C) 0,084 e 170 
(D) 0,084 e 200 
(E) 0,850 e 100 
 
25) Concurso Químico (a) de Petróleo Júnior (questão 54 de 2006). Sobre as operações 
unitárias de absorção e esgotamento, analise as afirmações a seguir. 
 
I - A absorção de gás envolve a transferência de um componente menos solúvel de uma fase gasosa 
para um absorvente líquido relativamente não volátil. 
II - Os efeitos térmicos na absorção são devidos ao calor de solução do gás absorvido. 
III - No esgotamento, o gás solúvel é transferido do líquido para a fase gasosa em virtude da 
concentração no líquido ser maior que a concentração de equilíbrio com o gás. 
IV - A absorção e o esgotamento podem ser realizados em equipamentos com vários estágios. 
 
Está(ão) correta(s) a(s) afirmação(ções):(A) I, apenas. 
(B) II, apenas. 
(C) I, II e III, apenas. 
(D) II, III e IV, apenas. 
(E) I, II, III e IV. 
 
26) Engenheiro (a) de Processamento Júnior - Innova (questão 54 de 2012). Apesar de não 
haver níveis seguros de exposição ao benzeno (C6H6), substância reconhecidamente cancerígena, a 
 10 
Portaria nº 3 do Ministério do Trabalho e Emprego, de 10/03/1994, estabelece a concentração de 
benzeno no ar de 1 ppm como valor de referência tecnológico (VRT) dessa substância. 
Na primeira etapa de uma seqüência de processos de tratamento do ar de saída de um processo, 
visando à redução do teor de benzeno, foi dimensionada uma coluna de absorção em contracorrente, 
empregando como líquido absorvente um hidrocarboneto não volátil (HCNV – MM = 170 g/mol), de 
modo a remover 96% do benzeno. 
A fração molar do benzeno no ar a ser tratado é 1% e, na solução benzeno-HCNV formada, o teor de 
benzeno é de 5% em massa. Considerando desprezíveis a solubilidade do ar no HCNV e que não 
ocorre a evaporação da HCNV, o número de mols de HCNV, necessário para a remoção de benzeno 
de 200 mols de ar, é: 
 
(A) 15,4 
(B) 16,8 
(C) 17,6 
(D) 18,0 
(E) 19,2 
 
Massas molares: H = 1 kg/kmol e C = 12 kg/kmol 
 
27) INEP-ENADE - Engenharia Química (questão 10 de 2011). No dimensionamento de 
equipamentos de absorção, em que uma mistura gasosa é posta em contato com um líquido, 
freqüentemente admite-se que o líquido se comporte como uma solução ideal. Considerando as 
propriedades dos líquidos ideais, analise as afirmações abaixo. 
I. A pressão de vapor total da solução é constante. 
II. O volume da solução varia linearmente com a composição. 
III. A lei de Raoult descreve adequadamente o equilíbrio entre um líquido ideal e um gás. 
IV. As forças médias de atração e repulsão no líquido não se alteram com a composição. 
 
É correto apenas o que se afirma em: 
 
a) I 
b) II 
c) I e III 
d) II e IV 
e) III e IV 
 
28) INEP-ENADE - Engenharia Química (questão 34 de 2005). Como colaborador de uma 
empresa de projetos, você foi chamado para avaliar a emissão de um efluente gasoso. A empresa 
tem como subproduto uma corrente gasosa que contém vapor de acetona. Esse gás é tratado em 
uma coluna de recheio, o que resulta em uma solução aquosa de acetona e uma corrente gasosa, de 
acordo com os dados apresentados na figura abaixo, que mostra as linhas de operação e de 
equilíbrio da torre de absorção. Em razão da política de redução de emissão de poluentes, o teor de 
acetona no gás deve ser reduzido, pelo menos, à metade. 
 
Considerando que os subscritos 1 e 2 correspondem à base e ao topo da coluna, respectivamente, 
assinale a opção correta, acerca dessa situação hipotética. 
 
(A) Uma possível solução para o problema é aumentar a altura da torre de recheio, mantendo-se as 
vazões, o que implicaria mudanças mínimas em outros pontos do processo. 
(B) É possível reduzir a concentração de acetona no gás até o teor solicitado, aumentando a vazão 
de água na coluna, sem modificar sua altura,considerando que esta tenha capacidade para isso. 
 11 
(C) Uma alternativa possível para reduzir o teor de acetona no gás consiste em aquecer levemente a 
água de lavagem, o que modifica a linha de equilíbrio em favor da absorção. 
(D) A acetona, na forma de vapor e nas baixas concentrações consideradas, não representa risco 
ambiental ou à saúde humana. 
(E) Qualquer solução adotada resultará em mudanças significativas na concentração da água de 
lavagem. 
 
 
29) INEP-ENADE 2005 - Engenharia Grupo IV - (questão 33 de 2005). Grande parte dos 
processos químicos industriais envolve operações nas quais o material é transferido de uma fase 
(gasosa, líquida ou sólida) para outra. Estas operações em múltiplas fases incluem processos de 
separação e purificação de misturas. Considere as seguintes separações: 
• remoção de dióxido de enxofre a partir de uma corrente de gases de combustão; 
• recuperação de metanol a partir de uma solução aquosa. 
 
A respeito destes processos foram feitas as afirmações abaixo. 
I - Os gases da combustão podem passar por uma coluna de absorção ou lavador de gases, onde o 
SO2 é capturado ou dissolvido pelo líquido. 
II - O principal fenômeno envolvido no processo de absorção do SO2 é a transferência de quantidade 
de movimento. 
III - O metanol pode ser separado por destilação, por apresentar uma pressão de vapor menor que a 
da água. 
IV - Os fenômenos envolvidos em um processo de destilação são a transferência de calor e a 
transferência de massa. 
 
São corretas apenas as afirmações: 
 
(A) I e II. 
(B) I e IV. 
(C) II e IV. 
(D) III e IV. 
(E) I, II e III. 
 
30) Químico(a) de Petróleo Júnior - TRANSPETRO (questão 66 de 2012). Existem alguns 
processos industriais que utilizam apenas colunas de absorção ou apenas colunas de esgotamento. 
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Geralmente, tais colunas não possuem estágios de troca térmica, e a sua operação está associada a 
mecanismos de transferência de massa gás-líquido. Uma das maneiras práticas de se avaliar o 
potencial de absorção é a análise das curvas de solubilidade. O gráfico a seguir mostra as curvas de 
solubilidade de equilíbrio de amônia em água, para dois valores de temperatura, em função da 
pressão parcial de equilíbrio. (Mm = milímetro de mercúrio) 
 
De acordo com a análise do gráfico, conclui-se que os processos de absorção são favorecidos pelo(a) 
 
(A) aumento da temperatura e pelo aumento da pressão parcial do gás 
(B) aumento da temperatura e pela redução da pressão parcial do gás 
(C) redução da temperatura e pelo aumento da pressão parcial do gás 
(D) redução da temperatura e pela redução da pressão parcial do gás 
(E) manutenção da temperatura e da pressão parcial de gás em valores constantes 
 
31) INEP-ENADE - Tecnologia em Processo Químicos (questão 22 de 2008). Para a remoção 
de SO2 de uma corrente de ar, uma empresa utiliza um lavador de gases. Com relação a esta 
operação, foram feitas as considerações a seguir. 
I - Esta é uma operação de adsorção que se caracteriza pela remoção de um soluto da fase gasosa 
por diferença de solubilidade em água. 
II - É uma etapa necessária para evitar emissões danosas ao ambiente. 
III - O aumento da temperatura na coluna de absorção aumentará a eficiência da absorção. 
IV - A vazão das correntes e a temperatura afetam a eficiência de lavagem. 
 
É correto APENAS o que se afirma em 
 
1) I e II 
2) I e III 
3) II e IV 
4) I, II e III 
5) II, III e IV