Lista de exercícios 1 Estequiometria Industrial

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LISTA DE EXERCÍCIOS 1 – ESTEQUIOMETRIA INDUSTRIAL 
 
1 – Faça a conversão de unidades nos problemas propostos abaixo: 
a) 1,00 lbm/(ft3.s) para kg/(m3.s) 
b) 1,1 gal para ft3 
c) 3 cm para mi 
d) 60,0 mi/h para kg/m2? 
e) 8 J/s para BTU/h 
f) Quantos gal/min correspondem a 1,00 ft3/s? 
 
g) 50,0 lbm/in
2 para kg/m2? 
h) 8 g/cm3 para kg/dm3 
i) 9 P para N.s/cm2 
j) 292 K para °F 
k) 0,04 g/(min.cm3) para lbm/(h.ft
3)? 
l) 2 l/s para ft3/d? 
 
2 – Uma indústria utiliza solução de soda cáustica a 3% em massa e 60 °C para lavagem de embalagens 
de vidro. Se a indústria dispõe de soda cáustica sob a forma de solução a 70% em massa e você é 
designado para preparar 5000 l de solução de lavagem, qual a quantidade de água e de soda cáustica que 
você deve utilizar? 
 
Resp.: VNaOH = 214,29 l; VH2O = 4785,71 l 
 
3 – Um laticínio produz caseína, que contém 23,7% de H2O, quando úmida. Este material é vendido por 
US$8,00/100 lb. Esta caseína também pode ser secada, dando um produto com 10% de umidade. Os 
custos de secagem são US$0,80/100 lb de água removida. Qual deve ser o preço de venda da caseína 
seca para que seja mantida a mesma margem de lucro? 
 
Resp.: US$9,58 
 
4 – Polpa de papel úmida possui 71% de água. Após secagem, 60% da água original foram removidos. 
Faça um diagrama que represente o processo de secagem e calcule todos os fluxos do mesmo. 
 
Resp.: xH2O = 0,4947; xP = 0,5052; F = 100 kg/min; W = 42,6 kg/min; P = 57,4 kg/min 
 
5 – Um iniciante no processo de destilação para produção de álcool para uso em combustível está tendo 
bastante dificuldade com sua caldeira. A operação é ilustrada na figura abaixo. Ele percebe que está 
perdendo bastante álcool na cauda de destilação da torre (refugo). Calcule a composição da cauda e o 
peso de álcool perdido na mesma. Sabe-se que o produto P corresponde a 1/10 da alimentação F. 
 
Resp.: mEtOH = 39,996 kg; xEtOH = 0,0444; xH2O = 0,9556 
 
6 - Um reator de síntese de amoníaco opera segundo a reação: 
( ) ( ) ( )2 2 3
1 3
2 2
N g H g NH g+ 
 
A alimentação do reator se dá com 20% de hidrogênio em excesso. Calcule a composição na saída do 
reator para uma conversão de 80% em relação ao nitrogênio alimentado. 
 
7 – A análise de um gás de síntese dá 6,4% de CO2, 40% de CO e 50,8% de H2 (o restante é N2). Este 
gás é queimado com excesso de 40% de ar seco. Qual é a composição química molar do gás da chaminé? 
 
8 – Considere um combustível do futuro composto essencialmente por hidrogênio. Um motor queima 
um gás constituído por 96% de hidrogênio e 4% de vapor d´água. Ocorre combustão completa, pois são 
utilizados 32% de excesso de ar. Calcule a composição química molar do produto de combustão. 
 
9 – Propano (C3H8) é queimado com ar em um reator. A reação do processo é: 
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O. 
Assuma que: 
− a queima ocorre com 20% de excesso de ar; 
− não ocorre formação de monóxido de carbono; 
− a conversão global do propano é de 100%. 
− a composição molar do ar é 79% N2 e 21% O2. 
 
Calcule a composição molar da saída do reator. 
 
10 – No processo de concentração de suco de laranja, o suco original (corrente A) contém 12,0% de 
sólidos e 88,0% de H2O, enquanto o suco concentrado produzido deverá conter 42,0% de sólidos 
(corrente B). Inicialmente, um processo de evaporação direta foi utilizado para a concentração, porém 
os constituintes voláteis do suco evaporaram junto com a água, produzindo um concentrado com gosto 
ruim. O presente processo contorna este problema através de uma corrente de desvio da alimentação A 
(by-pass), que é misturada à corrente de saída do evaporador (figura abaixo). Sabe-se que a corrente de 
saída do evaporador é constituída por 58,0% de sólidos em massa. Calcule, para uma alimentação de 
100Kg/h de suco original: 
 
a) A quantidade de suco concentrado produzido (corrente B) 
b) A vazão da alimentação que desvia do evaporador (corrente D) 
c) A vazão de entrada no evaporador (corrente C)