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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO- CAMPUS BACANGA 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA 
/ 2017.1 / QUIMICA INDUSTRIAL E ENGENHARIA QUÍMICA 
BALANÇO DE MASSA E ENERGIA – PROFª: Katia Simone Teixeira De La Salles 
Monitor: Gustavo Oliveira Everton (gustavooliveiraeverton@gmail.com) / (98) 981913025 
 
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS – UNIDADE II 
BALANÇO DE MASSA COM REAÇÃO QUÍMICA 
 
(01) Composto A puro, em fase gás, é alimentado em um reator; 50% deste A são convertidos em B 
pela ração A→3B. Qual é a fração molar de A na corrente de saída? 
 
 
Resolução: 
 
A→3B 
50% de A(1mol) são convertidos em B 
1 mol A⋯⋯⋯3 mol B 
0,5 mol A⋯⋯⋯x mol B 
x B= 1,5 mol 
Fração molar: 
 
Xa=
0,5
0,5+1,5
=0,25 
Xb=
1,5
0,5+1,5
=0,75 
 
(02) Realize os balanços necessários e descubra as correntes em unidade de mol (Não é necessário 
conhecer a reação química). 
 
Balanço por elemento (N2) – (mol* Xcomponente que possui o elemento* nºde vezes que o elemento 
aparece no componente) 
 
A + B = P + G + Y 
A * 0,79 * 1 + B * 0 * 0 = 100 * 0,847 * 1 + G * 0 * 0 + Y * 0 * 0 
A = 107,21 mol 
 
Balanço por elemento (Cu) – (mol* Xcomponente que possui o elemento* nºde vezes que o elemento 
aparece no componente) 
 
A + B = P + G + Y 
A * 0 * 0 + B * 1 * 1 = 100 * 0 * 0 + G * 0 * 0 + Y * 1 * 1 
B = Y 
 
Balanço por elemento (S) – (mol* Xcomponente que possui o elemento* nºde vezes que o elemento 
aparece no componente) 
 
A + B = P + G + Y 
A * 0 * 0 + B * 1 * 1 = 100 * 0,072 * 1 + G * 1 * 1 + Y * 0 * 0 
B = 7,2 + G 
B = Y 
Y = 7,2 + G 
G = Y – 7,2 
 
Balanço por elemento (O2) – (mol* Xcomponente que possui o elemento* nºde vezes que o elemento 
aparece no componente) 
 
A + B = P + G + Y 
107,21 * 0,21 * 1 + B * 0 * 0 = 100 * 0,081 * 1 + 100 * 0,072 * 1 + G * 1 * (1+
1
2
 )+ Y * 1 * 
1
2
 
22,5141 = 15,3 + G * 1,5 + Y * 0,5 
7,2141 = ( Y – 7,2) * 1,5 + Y * 0,5 
Y = 9,01 mol 
B = Y 
B= 9,01 mol 
 
G = Y – 7,2 
G = 1,81 mol 
 
 
 
 
 
 
 
 
(03) Considere as reações a seguir e determine as frações molares dos componentes da vazão de 
saída: 
6HF(g)+SiO(s)→H2SiF6(l)+H2O(l) 
H2SiF6(l)→SiF4(g)+2HF(g) 
 
Dados: 
nHF (P * XHF) = 45 mol 
Balanço por elemento (N2) – (mol* Xcomponente que possui o elemento* nºde vezes que o elemento aparece 
no componente) 
A = B 
100 * 0,50 * 1 = P * 0,50 * 1 
P = 100 mol 
 
nHF →(P * XHF) = 45 mol 
nHF →(100 * XHF) = 45 mol 
XHF=0,45 
 
Balanço por elemento (H) – (mol* Xcomponente que possui o elemento* nºde vezes que o elemento aparece no 
componente) 
A = B 
100 * 0,50 * 1 = 100 * 0,45 + 100 * 100 * XH2O * 2 
XH2O=0,025 
 
 
 
Balanço por elemento (F) – (mol* Xcomponente que possui o elemento* nºde vezes que o elemento aparece no 
componente) 
A = B 
100 * 0,50 * 1 = 100 * 0,45 + 100 * 100 * X𝑆𝑖𝐹4 * 4 
XSiF4=0,0125 
(04) Na fermentação anaeróbica de cereais, uma levedura digere glicose proveniente dos grãos para 
produzir etanol e acido propenoico pelas seguintes reações globais: 
C6H12O6→2C2H5OH+2CO2 
 
C6H12O6→2C2H3CO2H+2H2O 
 
Um reator aberto e continuo é alimentado com 3500 kg de uma solução a 12% glicose em água. 
Durante a fermentação, 120 kg de CO2 são produzidos, enquanto 90 kg de glicose (C6H12O6) 
permanecem sem reagir. Quais são as % em peso de álcool etílico e acido propenoico que deixam o 
reator no mosto? Considere que não há assimilação da glicose pela levedura para formar biomassa. 
 
Dados: 
MM Glicose (C6H12O6) = 180,18 kg/mol ; MM H2O = 18 kg/mol; MM CO2 = 44 kg/mol; MM 
Etanol (C2H5OH) = 46,08 kg/mol; MM Ácido propenoico (C2H3CO2H) = 72,07 kg/mol 
Resolução: 
CO2 (m= 120kg / MM= 44); 
nmol=
120
44
=2,7273 mol 
C2H5OH (m=? / MM=46,08 kg/mol); 
 
C6H12O6→2C2H5OH+2CO2 
 
2 mol C2H5OH⋯⋯⋯2 mol CO2 
x mol C2H5OH⋯⋯⋯2,7273 mol CO2 
x C2H5OH= 2,7273 mol*46,08 
kg
mol
=125,673 kg 
 
 
C2H5OH (m=125,673 / MM=46,08 kg/mol); 
nmol=
125,673
46,08
=2,7273 mol 
C6H12O6 (m=? / MM= 180,18); 
 
C6H12O6→2C2H5OH+2CO2 
 
1 mol C6H12O6⋯⋯⋯2 mol C2H5OH 
x mol C6H12O6⋯⋯⋯2,7273 mol C2H5OH 
x C6H12O6= 1,3636 mol*180,18 
kg
mol
=245,70 kg 
 
Dessa forma, sabe-se que 245,70 kg reagiram para formar Etanol (C2H5OH). 
Entra - Glicose (C6H12O6)= 12% * 3500 kg = 420 kg 
Sai - Glicose (C6H12O6)= 90 kg (não reagido) 
420 kg – 245,70 kg (reagido na reação 1) = 174,30 kg para reagir na reação 2, porém 90 kg não irão 
reagir. 174,30 kg – 90 kg = 84,3 kg (para a reação 2). 
 
C6H12O6 (m=84,3 kg / MM= 180,18); 
nmol=
84,3
180,18
=0,4679 mol 
C2H3CO2H (m=? / MM=72,07 kg/mol); 
 
C6H12O6→2C2H3CO2H+2H2O 
 
2 mol C2H5OH⋯⋯⋯2 mol C2H3CO2H 
x mol C2H5OH⋯⋯⋯0,4679 mol C2H3CO2H 
x C2H5OH= 0,9357 mol*72,07 
kg
mol
=67,43 kg 
 
 
 
 
 
 
 
C2H3CO2H (m=67,43 kg / MM= 72,07); 
nmol=
67,43
72,07
=0,9356 mol 
H2O (m=? / MM=18 kg/mol); 
 
C6H12O6→2C2H3CO2H+2H2O 
 
2 mol C2H3CO2H⋯⋯⋯2 mol H2O 
x mol C2H3CO2H⋯⋯⋯x mol H2O 
x H2O= 0,9356 mol*18 
kg
mol
=17 kg 
Dessa forma, sabe-se que 17 kg foram produzidos. 
Entra - H2O 88% * 3500 kg = 3080 kg (entra e não reage) 
 
Massas na corrente de saída 
Água = 3080 + 17 = 3097 kg 
Glicose = 90 kg 
Ácido propenoico = 67,43 kg 
Etanol = 125,673 kg 
 
Frações 
Basta dividir as massas individuais pela massa total. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(05) Considere as reações e encontre as vazões desconhecidas. 
 
SiH4+O2→SiO2+2H2 
4 PH3+5 O2→2 P2O5+6H2 
 
 
Balanço por elemento (P) – (mol* Xcomponente que possui o elemento* nºde vezes que o elemento aparece no 
componente) 
A + B + C = D + E 
A * 0 * 0 + B * 0 * 0 + 100 * 1 * 1 = D *0 * 0 + E * 0,05 * 2 
E = 1000 mol 
 
Balanço por elemento (Si) – (mol* Xcomponente que possui o elemento* nºde vezes que o elemento aparece no 
componente) 
A + B + C = D + E 
A * 0 * 0 + B * 1 * 1 + 100 * 0 * 0 = D *0 * 0 + 1000 * 0,95 * 1 
B = 950 mol 
 
Balanço por elemento (O2) – (mol* Xcomponente que possui o elemento* nºde vezes que o elemento aparece 
no componente) 
A + B + C = D + E 
A * 1 * 1 + B * 0 * 0 + C * 0 * 0 = D * 0 * 0 + 1000 * 0,95 * 1 + 1000 * 0,05 * (2 + 
1
2
) 
A = 1075 mol 
 
Balanço por elemento (H2) – (mol* Xcomponente que possui o elemento* nºde vezes que o elemento aparece 
no componente) 
A + B + C = D + E 
A * 0 * 0 + B * 1 * 2 + 100 * 1 * (1++ 
1
2
) = D *1 * 1 + E * 0 * 0 
D = 250 mol