Exercícios de balanço de massa para entrega

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1. O lodo, resultante de sistemas de tratamento de esgoto municipal, é basicamente material sólido úmido. Esse lodo, antes de ser armazenado ou empregado como aterro sanitário, deve ser secado. Se um lodo contendo 70% de água e 30% de sólidos for alimentado a um secador e se o produto seco contiver 25% de água, qual a quantidade de água evaporada por tonelada de lodo enviado ao secador?
2. Uma mistura líquida de benzeno (58,20%), tolueno (20,40%) e xileno (21,40%) é carga de um processo de destilaçãoo. A recuperação de benzeno mo destilado deve ser de 98% e a de xileno no resíduo deve ser 95%. O teor em massa de benzeno no destilado (líquido) de ser de 0,9. Calcule a composição mássica do destilado e do resíduo.
3. Uma solução ácida com 60% de H2SO4, 20% de HNO3 e 20% de H2O deve ser obtida pela mistura das seguintes soluções: S1 = 10% de HNO3, 60% de H2SO4 e 30% de H2O; S2 = 90% de HNO3 e 10% de H2O; S3 = 95% de H2SO4 e 5% de H2O. Calcule a massa de cada solução a ser misturada para se obter 1000 kg de solução.
4.Considere a seguinte reação:
AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3
a) quantos gramas de nitrato de prata são requeridos para reagir com 5 gramas de cloreto de sódio?
b) quantos gramas de nitrato de prata são requeridos para a precipitação de 5 gramas de cloreto de prata?
c) quantos gramas de nitrato de prata são equivalentes a 5 gramas de nitrato de sódio?
d) quantos gramas de cloreto de sódio são necessários para a precipitação da prata de 5 gramas de nitrato de prata?
e) quantos gramas de cloreto de cloreto de sódio devem ser adicionados ao nitrato de prata se 5 gramas de cloreto de prata forem precipitados?
f) quantas libras de cloreto de sódio são equivalentes a 5 lb de nitrato de sódio?
g) quantas libras de cloreto de prata são precipitadas por 5 lb de cloreto de sódio?
5. O sulfato de alumínio é empregado no tratamento de água e em muitos processos químicos. Esse produto pode ser produzido pela reação de bauxita moída (minério de alumínio) com ácido sulfúrico a 77,7% em massa. O minério de bauxita contém 55,4% em massa de óxido, o restante sendo composto por impurezas. Para produzir sulfato de alumínio em estado natural, contendo 2000 lb de sulfato de alumínio puro, 1080 lb de bauxita e 2510 lb da solução de ácido sulfúrico (77,7%) foram usados.
a) identifique o reagente em excesso
b) que porcentagem de reagente em excesso foi empregada?
c) qual o grau de conclusão da reação?
6. Um método comum utilizado para a produção do alvejante hipoclorito de sódio baseia-se na reação:
Cl2 + 2NaOH NaCl + NaOCl + H2O
Gás cloro é borbulhado através de uma solução aquosa de hidróxido de sódio, após o que o produto desejado é separado do cloreto de sódio (um subproduto da reação). Uma solução aquosa de NaOH contendo 1145 lb de NaOH puro reage com 851 lb de cloro gasoso. O NaOCl formado pesa 618 lb. a) qual o reagente limitante?; b) qual a % de reagente em excesso utilizada?; c) qual o grau de conclusão da reação, expresso em mols gerados de NaOCl por mols de NaOCl que seriam gerados em caso de reação completa?; d) qual é o rendimento de NaOCl por quantidade de cloro usado (em base mássica?); e) qual a extensão da reação?
7. O cobre na forma de CuO pode ser obtido a partir de um mineral chamado de covelita que é composto por CuS e sólidos inertes. Apenas parte do CuS é oxidado com ar para formar o CuO. A análise dos gases de exaustão do processo de queima indica SO2 (7,2%), O2 (8,1%) e N2 (84,7%). Infelizmente, o método empregado para analisar a composição do gás não detecta a presença de SO3 no gás de exaustão, mas se sabe que o SO3 está presente nesta corrente. Calcule a porcentagem de enxofre na parte do CuS que reage para formar o SO3. Sugestão: você pode considerar o CuS não reagido como um composto que entra e sai do processo sem sofrer modificação, podendo assim ser isolado do processo a ser completamente ignorado.
8. Trinta libras de carvão (análise: 80% de C e 20% de H, desconsidere as cinzas) são queimadas com 600 lb de ar, dando origem a um gás no qual a análise de Orsat indica uma razão de CO2 para CO de 3 para 2. Qual a porcentagem de ar em excesso?
9. Uma mistura de gases contendo apenas CH4 e N2 é queimada com ar dando origem a um gás de exaustão no qual a análise Orsat indica 8,7% de CO2, 1,0% de CO, 3,8% de O2 e 86,5% de N2. Calcule a porcentagem em excesso do ar empregado na combustão e a composição da mistura de CH4 e N2.
10. Um gás com a composição abaixo é queimado com 50% de excesso de ar em um forno. Qual é a composição do gás de exaustão?
CH4 = 60%; C2H6 = 20%, CO = 5%, O2 = 5%, N2 = 10%