CET787 Atv 8 Lista Balanco Massa

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ 
Departamento de Ciências Exatas e Tecnológicas 
Engenharia Química 
 
Profª Drª Elizama Aguiar de Oliveira 
Disciplina: CET787 – Introdução a Engenharia Química (45h) 
Semestre: 2018.2 
LISTA DE EXERCÍCIOS 2 
Tema: Balanços de Massa com e sem reação química 
 
1) Uma unidade industrial de verniz precisa entregar 1000 lb de uma solução aquosa de 
nitrocelulose a 8% em massa. A unidade possui em estoque uma grande quantidade 
de solução de nitrocelulose a 5,5% e pretende concentrá-la por evaporação. Pede-se: 
a) A massa (lb) necessária da solução de estoque (dado: 1 lb = 453,59 g). (R = 1454,54 
lb) 
b) A massa (ton) de água que deve ser removida por evaporação (sem arraste de 
nitrocelulose). (R = 0,206 ton) 
 
2) 1000 kg/h de uma mistura de benzeno e tolueno a 50% em massa de cada é 
direcionada a uma coluna de destilação que separará essa vazão mássica em saída de 
topo e saída de fundo. No topo, a vazão mássica de benzeno é de 450 kg/h e no fundo 
a vazão mássica de tolueno é de 475 kg/h. Este sistema atua em regime permanente e 
há arraste de ambos os componentes nas duas vazões de saída: topo e fundo. Calcule: 
a) As composições (% em massa) de benzeno e tolueno nas saídas do topo e do 
fundo. (R = topo: 94,74% de benz e 5,26% tolu ; fundo: 9,52% de benz e 90,48% 
tolueno) 
b) As vazões mássicas (kg/h) no topo e fundo. (R = topo: 475 kg/h e fundo: 525 kg/h) 
 
3) Considere o seguinte processo de extração líquido-líquido do ácido acético (HAc) com 
benzeno (Bz): 
 
 
 
 
 
 
 
a) Calcule as vazões mássicas W, Q e R. (R = W: 13,02 g/min; Q: 282,83 g/min; 
R: 130,19 g/min) 
W = ? (g/min) 
100% Bz 
Q = ? (g/min) 
1% HAc 
99% H2O 
R = ? (g/min) 
90% HAc 
10% Bz 
E = 400 (g/min) 
30% HAc 
70% H2O 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ 
Departamento de Ciências Exatas e Tecnológicas 
Engenharia Química 
 
Profª Drª Elizama Aguiar de Oliveira 
Disciplina: CET787 – Introdução a Engenharia Química (45h) 
Semestre: 2018.2 
b) Calcule a recuperação do ácido acético (g de HAc em R)/(g de HAc em E). 
(R = 0,976) 
 
4) Uma mistura com composição mássica de 58,20 % de benzeno, 20,40 % de tolueno e 
21,40% de xileno é a alimentação de uma coluna de destilação. A recuperação do 
benzeno no destilado (topo ou cabeça) deve ser de 98% da sua massa que entra no 
sistema e a de xileno no resíduo (fundo ou cauda) de 95%. A fração mássica do 
benzeno no destilado deve ser de 90%. Calcule a composição mássica dos três 
compostos no destilado e do resíduo. 
(R = destilado: benz = 90%, tolu = 8,31%, xil = 1,69% ; resíduo: benz = 3,19%, tolu = 41,31% 
e xil = 55,50%) 
 
5) Em um reator foram alimentados 80,4 kmol de sulfato ferroso, 35,1 Kmol de 
permanganato de potássio e 135,7 kmol de ácido sulfúrico. Com base na reação 
química demonstrada abaixo, complete o balanço estequiométrico e determine: 
 
___ FeSO4 + ___ KMnO4 + ___ H2SO4  ___Fe2(SO4)3 + ___ MnSO4 + ___ K2SO4 + ___ H2O 
 
a) Qual o reagente limitante da reação? (R = F2SO4) 
b) Qual a porcentagem de excesso dos outros reagentes? (R = KMnO4: 54,13%, 
H2SO4: 52,60%) 
c) Qual a composição (kmol) dos produtos formados? (R = Fe2(SO4)3: 40,20 kmol, 
MnSO4: 16,08 kmol, K2SO4: 8,04 kmol e H2O: 64,32 kmol) 
Dado: % excesso de A = nalimentado-limitantex(nestequiometrico-A)/(nesteq-limitante) 
 
6) Em um reator foram alimentados 105 kmol de peróxido de hidrogenio, 37 Kmol de 
permanganato de potássio e 500 kmol de ácido sulfúrico. Com base na reação química 
demonstrada abaixo, complete o balanço estequiométrico e determine: 
 
___ H2O2 + ___ KMnO4 + ___ H2SO4  ___O2 + ___ MnSO4 + ___ K2SO4 + ___ H2O 
 
a) Qual o reagente limitante da reação? (R = KMnO4) 
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Engenharia Química 
 
Profª Drª Elizama Aguiar de Oliveira 
Disciplina: CET787 – Introdução a Engenharia Química (45h) 
Semestre: 2018.2 
b) Qual a porcentagem de excesso dos outros reagentes? (R = H2O2: 11,90%, 
H2SO4: 88,90%) 
c) Qual a composição (kmol) dos produtos formados? (R = O2: 92,50 kmol, 
MnSO4: 37,00 kmol , K2SO4: 18,50 kmol e H2O: 148,00 kmol) 
Dado: % excesso de A = nalimentado-limitantex(nestequiometrico-A)/(nesteq-limitante)