Logo Passei Direto
Buscar
Material
páginas com resultados encontrados.
páginas com resultados encontrados.
left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA QUIMICA
BARBARA LOPES BORGES
FRANCIELI CAROLINA SOUZA RIBEIRO
JUAN CARLO BALLAN SANTOS
VICTOR EIDY RIBEIRO TAKIGAMI
EQUILÍBRIO DE FASES LÍQUIDO-LÍQUIDO/ELL
RELATÓRIO DE LABORATÓRIO DE ENGENHARIA QUÍMICA B
Apucarana
2019
BARBARA LOPES BORGES
FRANCIELI CAROLINA SOUZA RIBEIRO
JUAN CARLO BALLAN SANTOS
VICTOR EIDY RIBEIRO TAKIGAMI
EQUILÍBRIO DE FASES LÍQUIDO-LÍQUIDO/ELL
Relatório apresentado como requisito para obtenção de nota parcial na disciplina de Laboratório de Engenharia Química B, do curso de Engenharia Química, Universidade Tecnológica Federal do Paraná.
Docente: Profª. Drª. Maraisa Lopes de Menezes
Apucarana
2019
RESUMO
A extração líquido-líquido consiste na remoção de um componente (soluto) de uma mistura de líquidos, por meio da adição de um solvente, que faz com que o sistema se divida em duas fases. Deste modo, o presente trabalho tem por objetivo estudar este método de separação, avaliando o equilíbrio de fases em líquidos parcialmente miscíveis, bem como a influência da temperatura da solubilidade na mistura, tornando possível, com os dados obtidos em laboratório, a construção do diagrama de fases líquido-líquido (curva binodal e tie-lines). O experimento foi realizado com a utilização um módulo de termodinâmica e também efetuou-se titulações. Com a construção do diagrama foi possível classificar a extração líquido-líquido como do tipo 1: um par parcialmente miscível, formado pelo sistema butanol-água-ácido acético.
Palavras-chave: Extração, solvente, curva binodal, tie-lines.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1- Representação esquemática do diagrama de fases ternário (coordenadas triangulares)	8
Figura 2- Sistemas ternários Tipo Zero (a), Tipo I (b), Tipo II (c) (d) (e), Tipo III (f)	9
Figura 3- Diagrama ternário e seus componentes	10
Figura 4 - Módulo experimental de extração ECO Educacional	10
Figura 5 - Curva binodal do sistema ternário água-ácido acético-butanol	15
Figura 6 - Comparação dados de Skrzec e Murphy (1954) teórico e obtido experimentalmente	16
Figura 7 - Diagrama ternário com a curva binodal experimental e tie lines experimentais	19
Figura 8- Comparação Tie Lines experimental e teóricas	20
Figura 9- Comparação dos coeficientes de partição teórico e experimental.	22
Figura 10- Esquema de um sistema de extratores contracorrente	23
LISTA DE TABELAS
Tabela 1- Volumes de água e butanol em cada extrator	12
Tabela 2 - Volumes de água, butanol e ácido acético utilizados em cada funil	13
Tabela 3 - Quantidade de Ácido Acético adicionada em cada extrator	14
Tabela 4 - Valores de massa da água, butanol e ácido	14
Tabela 5 - Valores de fração mássica da água, butanol e ácido acético a 26,3ºC	15
Tabela 6 - Valores obtidos experimentalmente nos três extratores	17
Tabela 7 - Composição Tie Lines	19
INTRODUÇÃO
A extração líquido-líquido é uma técnica que consiste em um método indireto de separação, logo faz-se necessária a introdução de uma substância no sistema, o solvente. Essa operação unitária permite a obtenção de produtos com um alto grau de pureza e é um método empregado em casos onde um outro método de separação, como a destilação ou a cristalização, é inviável economicamente ou impraticável, como nos casos onde os componentes sejam poucos solúveis, tenham baixa volatilidade relativa, sejam sensíveis a temperatura, tenham pontos de ebulição próximos ou quando o componente desejado seja pouco volátil e esteja presente em pequenas concentrações na solução (TREYBAL,1989).
Na extração líquido-líquido há o contato direto entre dois líquidos imiscíveis, adicionando um solvente insolúvel ou parcialmente solúvel, gerando a partição da amostra em duas fases imiscíveis: orgânica e aquosa. Esse processo ocorre em duas etapas. Na primeira, promove-se o contato do solvente com a solução. Durante essa operação, o soluto aproxima-se do equilíbrio entre as duas fases. Na segunda etapa, as duas fases entram em equilíbrio, ou próximas a ele, e se separam (QUEIROZ, 2001). De acordo com Smith e colaboradores (2000), este fenômeno é conhecido como Equilíbrio Líquido-Líquido e deve ser analisado por meio de três processos: transferência de calor, deslocamento de fronteira e transferência de massa.
Segundo Hackbart (2007), para determinar a composição de uma mistura que apresenta duas fases, faz-se necessário o conhecimento de apenas um componente desta, em determinada fase. Já se a mistura apresentar três fases, as composições dessas são fixas, ou seja, nenhuma mistura inserida nesta região permite diferente razão de quantidades nas três fases em equilíbrio. O processo de separação por meio da extração líquido-líquido envolve no mínimo três componentes e é interessante que o sistema esteja na região heterogênea da mistura. Dessa forma, para analisar este fato é necessário o conhecimento dos diagramas ternários.
O diagrama ternário pode ser representado por coordenadas triangulares, como exemplificado na Figura 1 a seguir, em que cada aresta do triângulo equilátero é interceptada por retas paralelas às outras arestas. Os vértices são constituídos exclusivamente por uma única substância, já um ponto sobre a linha que une duas dessas, é formado por ambas.
Figura 1- Representação esquemática do diagrama de fases ternário (coordenadas triangulares)
Fonte: HACKBART, 2007.
As composições termodinamicamente estáveis são expressas pela curva binodal ou curva de solubilidade. Essa curva separa a região de miscibilidade parcial dos componentes que estão abaixo da curva, da região de miscibilidade total (acima da binodal). Essa curva pode ser representada por quatro tipos: tipo I (formação de um par de líquidos parcialmente miscíveis), tipo II (formação de dois pares de líquidos parcialmente miscíveis), tipo III (formação de três pares de líquidos parcialmente miscíveis) e tipo IV (formação de fases sólidas) (TREYBAL, 1989).
A Figura 2 apresenta os diferentes tipos de diagramas ternários, com suas respectivas curvas binodais.
Figura 2- Sistemas ternários Tipo Zero (a), Tipo I (b), Tipo II (c) (d) (e), Tipo III (f)
Fonte: FEQ/Unicamp, 2018.
Usualmente, o tipo I é o tipo de sistema ternário com a maior facilidade de separação. Esse sistema, porém, pode passar para um tipo II ou III apenas com o aumento da temperatura do sistema, pois a variação da temperatura no sistema ternário faz com que a região heterogênea aumente ou diminua. No diagrama as composições normalmente são dadas em frações mássicas.
Outros parâmetros importantes a serem observados em um diagrama ternário é o ponto P e as Tie-lines, sendo que o ponto P é o ponto crítico, que corresponde a ter um extrato e um resíduo em equilíbrio com a mesma composição, o que implica que, para estas condições a extração é impossível. Já as Tie-lines são as linhas que unem os extratos e os resíduos em equilíbrio. O diagrama é montado obtendo as curvas de equilíbrio e as respectivas Tie-lines com base em resultados experimentais.
A Figura 3 representa o ponto P, Curva Binodal e as Tie-lines.
Figura 3- Diagrama ternário e seus componentes
 Fonte: Laboratórios Virtuais de Processos Químicos, 2018.
MATERIAIS E MÉTODOS
MATERIAIS
Para a prática 3, foi utilizado o módulo experimental de extração da ECO Educacional, o qual é composto por:
Um conjunto de seis (06) extratores de mistura (250 mL cada) em banho termostático em acrílico;
Um banho termostático com agitação magnética acoplada;
Uma placa aquecedora com agitação magnética;
Galão para descarte.
Figura 4 - Módulo experimental de extração ECO Educacional
Fonte: ECO educacional, 2019.
Também foram utilizados os seguintes materiais e reagentes na realização de ambas as praticas:
Três provetas de 100 mL;
Três provetas de10 mL;
Dez béqueres de 50 mL;
Um béquer de plástico de 1L;
Três pipetas de 10 mL;
Três peras de sucção;
Doze béqueres de 250 mL;
Doze béqueres de 150 mL;
Três funis de separação de 250 mL, com suporte universal;
Uma bureta de 50 mL, com suporte universal;
Uma balança analítica;
Fenolftaleína;
Solução de Hidróxido de Sódio, 0,5 M;
Ácido acético ;
Butanol;
Água.
MÉTODOS
Parte 1
Preparou-se o módulo de extração, no qual primeiramente, adicionou-se com o auxílio de uma proveta os volumes de água destilada e de butanol em cada extrator e observou-se a formação de uma mistura turva, sendo mantida a agitação constante, os valores do volume de cada substância adicionada encontra-se na Tabela 1:
Tabela 1- Volumes de água e butanol em cada extrator
	N° do extrator
	Água (mL)
	Butanol (mL)
	1
	20
	80
	2
	30
	70
	3
	50
	50
	4
	60
	40
	5
	70
	30
	6
	85
	20
Fonte: Autoria própria, (2019).
Em seguida, adicionou-se lentamente utilizando uma pipeta, volumes de ácido acético, até reverter à turvação da mistura, anotou-se os volumes de ácido acético adicionados.
Parte 2
Prepararam-se três funis de separação no suporte universal e adicionou-se água, butanol e ácido acético em cada um deles. Agitou-se manualmente as soluções e esperou-se a separação completa das fases nos extratores. Os volumes utilizados encontram-se na tabela abaixo:
Tabela 2 - Volumes de água, butanol e ácido acético utilizados em cada funil
	Funil
	Água (mL)
	Butanol (mL)
	Ácido Acético (mL)
	1
	50
	40
	1,5
	2
	50
	34
	6
	3
	50
	30
	10
Fonte: Autoria própria, 2019.
Em sequência, mediu-se a massa de 6 béqueres, enumerando-os de 1 a 6. Adicionou-se as fases aquosas e orgânicas que foram separadas no extrator e aferiu-se novamente a massa de cada béquer. Posteriormente, com o auxílio de uma bureta, contendo NaOH e um suporte universal, fez-se a titulação das alíquotas, com volume de 5 mL de cada fase, utilizando-se a fenolftaleína como indicador ácido-base e registrando os volumes gastos do titulante.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
As propriedades dos fluidos de trabalho, água, ácido acético e butanol, foram obtidas mediante os valores presentes nos rótulos para temperatura de 20°C, sendo a massa específica de 0,997, 1,05 e 0,81 , para a água, ácido acético e butanol, a massa molar do ácido acético foi de 60,05 .
Observou-se durante as adições controladas de soluto (ácido acético) que a solução turvava-se, este fenômeno é a estabelecido pela perturbação do sistema (diluente/solvente), isto é a formação de uma região líquida bifásica. As proporções adicionadas de soluto estão representadas pela Tabela 3.
Tabela 3 - Quantidade de Ácido Acético adicionada em cada extrator
	Extrator
	 (mL)
	1
	0,0605
	2
	0,1504
	3
	0,1698
	4
	0,1484
	5
	0,1523
	6
	0,1021
Fonte: Autoria própria (2019).
Da relação da massa específica, foi possível obter a massa de soluto adicionada. 
	
	
	(
	
	
	
Tabela 4 - Valores de massa da água, butanol e ácido acético
	Extrator
	 (g)
	 (g)
	 (g)
	1
	19,940
	64,800
	5,460
	2
	29,910
	56,700
	15,330
	3
	49,850
	40,500
	18,480
	4
	59,820
	32,400
	16,065
	5
	69,790
	24,300
	16,905
	6
	89,730
	8,100
	11,130
Fonte: Autoria própria (2019).
Posteriormente, por intermédio dos valores mássicos das espécies, realizou-se o cálculo das frações mássicas pela Equação 2. 
	
	
	(2)
	
	
	
De maneira análoga, os cálculos foram realizados para cada um dos 6 extratores e dispostos na Tabela 5. 
Tabela 5 - Valores de fração mássica da água, butanol e ácido acético a 26,3ºC
	Extrator
	 
	 
	 
	1
	0,2211
	0,0605
	0,7184
	2
	0,2934
	0,1504
	0,5562
	3
	0,4581
	0,1698
	0,3721
	4
	0,5524
	0,1484
	0,2992
	5
	0,6288
	0,1523
	0,2189
	6
	0,8235
	0,1021
	0,0743
Fonte: Autoria própria (2019).
Segundo Treybal (1989), a concentração e as quantidades das espécies envolvidas formam um sistema de equilíbrio envolvendo três componentes e podem ser representadas por um triangulo equilátero. Assim, com os dados da Tabela 5 foi possível construir a curva binodal de equilíbrio líquido-líquido do sistema ternário água-ácido acético-butanol, em frações mássicas, resultando na Figura 5, com auxílio do software Origin®.
Figura 5 - Curva binodal do sistema ternário água-ácido acético-butanol
Fonte: Autoria própria (2019).
O tipo de equilíbrio líquido-líquido é classificado pelo número de pares parcialmente miscíveis, podendo ser do tipo zero, um, dois ou do tipo três. Sistemas envolvendo três líquidos com um par parcialmente solúvel são o tipo mais comum, dessa maneira, ao observar a curva binodal, feito com os dados experimentais, evidencia-se que o equilíbrio líquido-líquido é do tipo 1, isto é, apenas um par de parcialmente miscível. Acima da curva binodal a solução está em fase líquida homogênea e abaixo da curva binodal a solução é bifásica. Outros tipos de sistemas do tipo 1 são Tolueno/Acetaldeído/água e Butanol/metanol/água (MARCILLA et al., 2011; TREYBAL, 1989).
Com os dados obtidos experimentalmente, comparou-se em relação aos dados apresentados por Skrzec e Murphy (1954), conforme apresentado pela Figura 6.
Figura 6 - Comparação dados de Skrzec e Murphy (1954) teórico e obtido experimentalmente
Fonte: Autoria própria (2019).
Observa-se que os valores obtidos na prática se aproximam da literatura, no que se refere ao tipo de equilíbrio, sendo tanto os dados experimentais quanto os fornecidos por Skrzec e Murphy (1954) do tipo 1. Pode-se acarretar os desvios em função da dá falta de precisão ao adicionar o ácido acético. 
Ao conhecer a curva limitante entre as regiões homogênea e heterogênea determinou-se as linhas de amarração/tie lines, os valores obtidos da massa do béquer vazio, com solução e volume de NaOH utilizado na titulação da fase aquosa e da fase butanol estão disponíveis na Tabela 6. 
Tabela 6 - Valores obtidos experimentalmente nos três extratores
	Extrator
	Fase
	Massa do béquer (g)
	Massa total (g)
	Massa solução(g)
	Volume 1 de NaOH (mL)
	Volume 2 de NaOH (mL)
	1
	Aquosa
	98,3440
	144,7430
	46,3990
	5,60
	5,30
	
	Butanol
	101,1050
	138,0320
	36,9270
	6,80
	6,60
	2
	Aquosa
	105,2910
	151,2450
	45,9540
	21,60
	22,80
	
	Butanol
	78,5880
	114,1990
	35,6110
	25,40
	26,00
	3
	Aquosa
	105,2630
	152,1060
	46,8430
	36,30
	36,40
	
	Butanol
	104,5910
	139,7760
	35,1850
	41,10
	41,00
Fonte: Autoria própria (2019).
Afim de simplificar os cálculos, considerou-se que na fase aquosa havia apenas ácido acético e água e na fase orgânica apenas butanol e ácido acético, no entanto é necessário calcular o número de mols de ácido acético contido na fase aquosa e fase butanol. Como a estequiometria da reação é da ordem 1:1, pode-se igualar o número de mols de NaOH com o de ácido acético. Tem-se para a fase aquosa do primeiro extrator que:
	
	
	(3)
	
	
	(4)
	
	
	
Com a massa molar do ácido acético, pode-se converter o número de mols em massa. Lembrando que esse valor de massa só corresponde a alíquota titulada em 10 mL. Desta forma, têm-se que:
	
	
	(5)
	
	
	
Para determinar a massa de butanol em sua respectiva fase é necessário multiplicar o volume da alíquota (10 mL) pela massa específica deste. De maneira análoga pode-se calcular a massa de água na fase aquosa da alíquota.
	
	
	(1)
	
	
	
Assim, para calcular a massa de ácido acético total presente em toda a fase, faz-se necessário realizar, primeiramente, a diferença da massa total com a massa do béquer, resultando na massa total da amostra. Com posse de todos os dados, determinou-se a massa de ácido acético, representado a seguir.
	
	
	(6)
	
	
	
Com posse dos valores obtidos anteriormente foi possível calcular a fração mássica de ácido acético, dividindo a massa encontrada pela massa daamostra total, como exemplificado a seguir.
	
	
	(
	
	
	
Como foi considerado que na respectiva fase orgânica só existia butanol e ácido acético e na fase aquosa existia apenas ácido acético, é possível obter a fração mássica de água. 
	
	
	(7)
	
	
	
Tabela 7 - Composição Tie Lines
	Extrator
	Fase
	xác.acético
	xbutanol
	xágua
	1
	Aquosa
	0,0164129
	0
	0,983587
	
	Butanol
	0,0668561
	0
	0,933144
	2
	Aquosa
	0,1094693
	0
	0,890531
	
	Butanol
	0,0248355
	0,975165
	0
	3
	Aquosa
	0,0952645
	0,904735
	0
	
	Butanol
	0,1521637
	0,847836
	0
Fonte: Autoria própria (2019).
Com base nos dados da Tabela 7, pode-se construir as 3 Tie lines experimentais no diagrama ternário, representado pela Figura 7. 
Figura 7 - Diagrama ternário com a curva binodal experimental e tie lines experimentais
Fonte: Autoria própria (2019).
A fim de comparar os dados obtidos experimentalmente das tie lines com a literatura, plotou-se os dados apresentados por Skrec e Murphy (1954) na mesma Figura 7, utilizando a curva binodal teórica, afim de obter uma melhor comparação. As Tie-lines teóricas utilizadas são de concentrações próximas aos valores experimentais.
Figura 8- Comparação Tie Lines experimental e teóricas
Legenda: Azul – Teórica Skrzec e Murphy (1954). Vermelho – Experimental.
Fonte: Autoria própria (2019).
Desta forma, observa-se um desvio entre o valor experimental e o teórico, estes desvios deve-se ao tempo de separação das fases aquosa e orgânica, pois por tratar-se de uma prática realizada em aula, não é possível deixar um tempo de repouso como o Skrzec e Murphy (1954), que foi de, aproximadamente, 12 horas. Um outro fator de erro está em função da consideração, de que na fase orgânica havia apenas butanol e ácido acético, e que na fase aquosa havia apenas água e ácido acético, sabe-se que há uma parcialidade de butanol em água, assim como de água em butanol, em função do tempo de repouso ser muito curto, não sendo possível assim uma separação efetiva. 
	Por ser uma operação de transferência de massa, a extração líquido-líquido é fortemente afetada pelo equilíbrio de fases. O parâmetro fundamental para o estudo de equilíbrio é o coeficiente de distribuição, calculado a seguir. A distribuição do soluto está relacionada diretamente relacionado com solubilidade da mistura, logo, de cada uma das fases presentes. O valor do coeficiente de partição/distribuição deve ser sempre maior que 1, assim, quanto maior essa relação melhor a migração do soluto para fase orgânica.
Deste modo, de acordo com Kim e Park (2005), o fator mais importante na extração líquido/líquido é a seletividade do extratante. Extratantes com alto coeficiente de distribuição e seletividade para o soluto, devem ser selecionados considerando-se também a recuperação, a estabilidade química, os pontos de ebulição e congelamento, a corrosão, a densidade, imiscibilidade com o diluente A (deve ser o mais elevada possível), entre outros fatores. Para ser usado no processo de extração, o solvente deve possuir certas propriedades especiais que o tornem adequado para o método, e com isto se tenha um bom rendimento na operação (TREYBAL, 1989; KIM; PARK, 2005). 
O fenômeno de equilíbrio estabelece que em um sistema de duas camadas líquidas heterogêneas (imiscíveis), quando adicionado uma determinada quantidade de outra substância solúvel em ambas, haverá a distribuição desta terceira substância nas duas fases. Essa grandeza é definida pela seguinte relação.
	
	
	(8)
Afim de comparar os dados experimentais com o da literatura, utilizou-se os dados da Tabela 6 e os obtidos por Skrzec e Murphy (1954) no intervalo de interesse, gerando a Figura 9.
Figura 9- Comparação dos coeficientes de partição teórico e experimental.
Fonte: Autoria própria (2019).
Os coeficientes de distribuição do ácido acético foram obtidos por meio do coeficiente angular da equação da reta. Sendo o experimental igual a 1,7399 e o teórico igual a 1,2681. Calculou-se o desvio por meio da Equação 9 apresentada a seguir.
	
	
	(9)
	
	
	
Assim nota-se que os valores de coeficiente de distribuição foram satisfatórios, visto que os erros associados durante a execução do experimento foram se propagando. Essa constante fornece orientação sobre a forma mais eficiente de se realizar uma separação extrativa. O valor do log kd de um composto, pode ser interpretado como sendo a somatória de dois termos: um relacionado com volume e o outro com interações intermoleculares (MALVEZZI et al., 2015).
Considerando butanol puro com uma vazão de 150 kg/h extraiu-se uma solução aquosa de ácido acético a 15% e 150 kg/h por extração multiestágio em contracorrente, sendo a concentração de ácido acético na corrente aquosa de saída igual a 1%, por meio do método gráfico de Hunter-Nash, onde é possível determinar o número de estágio necessários para obtenção da composição do rafinado de interesse. 
Considere para a utilização do método gráfico de Hunter-Nash um fluxo em contracorrente, estágio N-equilíbrio, extrator operando isotermicamente em regime permanente, como na Figura 10. Estágios são numerados a partir do início até N. Assim, o extrato final é E1 e o refinado final é RN (SEADER; HENLEY; ROPER, 1998). 
O equilíbrio é assumido em cada estágio, portanto, para qualquer estágio n, o componentes no extrato En e refinado Rn estão em equilíbrio. A transferência de massa de todas as espécies ocorre em cada estágio. No início, F, contém C, o soluto, diluente A, e o solvente, S, até o limite de solubilidade (SEADER; HENLEY; ROPER,1998).
Figura 10- Esquema de um sistema de extratores contracorrente
Fonte: SEADER; HENLEY; ROPER (1998).
De modo simplificado o método consiste-se em 6 etapas, listadas a seguir, (Adaptado de SEADER; HENLEY; ROPER, 1998). 
1 - Marcar S, F e a composição de soluto em R1, no diagrama; 
2 - Marcar M (ponto de mistura) a partir da regra da alavanca ou BM; 
 - Determinar EN a partir de R1 pois são colineares com M; 
4 - Marcar o ponto ∆ que resulta da intersecção de SR1 e FEN; 
5 - Obter E1 a partir de R1 através de uma linha de amarração; 
6 - Obter R2 ao traçar ∆E1; 7 Repetir os passos 5 e 6 até se obter a separação requerida.
Os resultados obtidos pela execução dos passos citados, fornece um total de 3 estágios, a composição da mistura, no que se refere ao solvente foi de 0,5 e diluente 0,42, os cálculos estão dispostos no Anexo A. Considerou-se a curva binodal teórica, uma vez que os dados obtidos experimentalmente mostraram-se insuficientes para execução das extrações, as tie lines utilizadas foram as obtidas experimentalmente. 
CONCLUSÃO
A partir dos resultados apresentados, verificou-se que o sistema ternário água/butanol/ácido acético é do tipo 1, isto é, um par parcialmente miscível, fazendo com que o método indicado seja o de Hunter- Nash, conforme discutido no presente trabalho, no qual foram necessários três estágios para um rafinado de 1%. 
Alguns desvios foram observados na prática e suas fontes de erro previamente explicadas no corpo desse relatório. Apesar disso, foi possível analisar que os resultados obtidos no experimento seguem o perfil dos resultados obtidos na literatura, apresentados por Skrzec e Murphy (1954). 
A escolha do butanol como solvente foi essencial para uma boa extração do ácido acético em água, uma vez que o coeficiente de partição observado foi maior que 1, ressaltando este resultado, conclui-se que o butanol é um bom solvente.
REFERÊNCIAS
FEQ/Unicamp. Curva binodal. 2018. Disponível em: <http://www.feq.unicamp.br/~mak/ Roteiros/binodal.htm>. Acesso em 24 de Abril de 2019.
KIM, J.; PARK, D. Liquid-Liquid Equilibrium for the Quaternary System Toluene + Water + Propionic Acid + Ethyl Acetate at 25o C and Atmospheric Pressure. Journal of Chemical and Engineering Data, v.50, p. 625-629, 2005.
HACKBART, L. M. Equilíbrio líquido-líquido de sistemas contendofenolágua-Solvente: obtenção e modelagem termodinâmica. Dissertação do programa de pós-graduação (mestrado) em Engenharia de Processos Químicos e Térmicos. Universidade Federal do Paraná, Curitba, 2007.
LAB VIRTUAL, Operações com transferência de Massa. 2018. Disponível em <http://labvirtual.eq.uc.pt/siteJoomla/index.php?Itemid=148&id=63>. Acesso em 24 de Abril de 2019.
MALVEZZI, A. et al. Obtenção dos valores do coeficiente de partição e do pka de análogos de procaínamida para estudos de QSAR. Depto. de Química Fundamental, Instituto de Química, USP, São Paulo, Brasil, 2015.
MARCILLA, A. et al. GE models and algorithms for condensed phase equilibrium data regression in ternary systems: limitations and proposals. The Open Thermodynamics Journal, 5, (Suppl 1-M5) 48-62, 2011.
QUEIROZ, S. C. N. et al. Métodos de extração e/ou concentração de compostos encontrados em fluidos biológicos para posterior determinação cromatográfica, 2001. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/%0D/qn/v24n1/4452.pdf>. Acesso em 24 de Abril de 2019. 
SMITH, J.M.; VAN NESS, H.C.; ABBOTT, M.M. Introdução à Termodinâmica da Engenharia Química. 5ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2000.
TREYBAL, R. E. Extraccion em Fase Liquida. México: McGraw-Hill, 1989.
SEADER, J. D.; HENLEY, E. J.; ROPER, D. K.. Separation process principles. 1998.
SKRZEC, A. E., MURPHY, N. F. Liquid-Liquid Equilibria: Acetic acid in water, with 1-butanol, methyl ethyl ketone, furfural, cycohexanol, and nitromethane. Ind. Eng. Chem.,v. 46, n. 10, p. 2245-2247, 1954.
ANEXO A

Mais conteúdos dessa disciplina