Proc Quím Ind II 2ªaula 18 02 2021 Hernandes

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Nome da Disciplina: 
PROCESSOS QUÍMICOS 
INDUSTRIAIS II 
(7º A QUÍMICA NOT.) 
Professor: 
 
HERNANDES DE SOUZA BRANDÃO 
Data: 
 
18/02/2021 
Assunto da Aula: 
APLICAÇÃO DE BALANÇO 
MATERIAL EM PROCESSOS 
QUÍMICOS 
e-mail (institucional): 
hernandesbrandao@umc.br 
Cel. (opcional): 
(11) 99 161 – 8550 
2ª AULA: Aplicação de Balanço Material em Regime Permanente em Processos Químicos. 
 
TEMAS DE SEMINÁRIOS PARA P2. 
GRUPO DE ALUNOS TEMA GRUPO DE ALUNOS TEMA 
Thais, Larissa e 
Leila. 
1.Indústria do cloro 6.Indústria do 
Fósforo e Ácido 
Fosfórico 
 
Rayane, Nickolas, 
e Luiz Henrique 
2.Indústria do 
nitrogênio 
Ari, Matheus 
Tavares e Fabrício. 
7.Indústria do 
Cobre 
 
Emily, Shirley e 
Odaiza 
3.Indústria do 
Enxofre 
 8.Indústria do 
Ferro 
 
Gabriel, Pedro, 
Gabriela e Julyana 
4.Indústria de 
Álcalis 
Anderson, Matheus 
Naganuma, Fábio 
e Mariane. 
9.Indústria do Vidro 
 
Érica, Igor, Alex e 
Débora 
5.Indústria do 
Alumínio 
 10.Indústria do 
Cimento 
 
 
1. Escolher um composto químico dentro de cada grande área industrial 
indicada na tabela. 
2. Conteúdo do trabalho: 
2.1. Introdução: definição do composto químico; histórico; ocorrência na 
natureza; propriedades químicas e físicas; obtenção em escala de 
laboratório e industrial; aplicação do composto; toxicidade; impacto 
ambiental; indústrias produtoras do composto no Brasil e/ou Mundo; 
preço médio de mercado do composto. 
2.2. Processo Químico Industrial do Composto Químico: Fluxograma de 
Processo; Descrição do Processo; Análises Químicas das Matérias-
primas, de Controle e do Produto Acabado; Armazenamento e 
Embalagem do Produto Acabado. 
2.3. Segurança do Meio Ambiente: Tratamento de Resíduos (Estação de 
Tratamento de Efluentes); Análise de Risco. 
mailto:hernandesbrandao@umc.br
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1.APLICAÇÃO DE BALANÇOS MATERIAIS A PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS 
INORGÂNICOS. 
 1.1.Balanços materiais simples: sistemas químicos e físicos em regime permanente. 
 1.2.Balanços materiais com reciclos, "by pass" e purga. 
 
1.1.Balanços Materiais em Sistemas Químicos e Físicos em Regime Permanente (ou Estado 
Estacionário). 
1. Seja a reação em fase gasosa: N2 + 3 H2 → 2 NH3. 
 Num reator descontínuo são alimentados: 600 kmol de gás hidrogênio, gás nitrogênio em 
excesso de 30% relativo ao teórico, e gás argônio em quantidade igual a 20% da quantidade 
alimentada de nitrogênio. Sabendo-se que a conversão do reagente limitante é de 80%, 
determine a composição molar percentual da mistura resultante após reação. 
 
2.Óxido de alumínio (Al2O3) e ácido sulfúrico (H2SO4), são misturados puros num reator em 
quantidades equimolares. Sabendo-se que a conversão do reagente limite é de 60,0% produzindo 
Al2(SO4)3 e H2O, determine a composição molar percentual da mistura resultante após reação. 
(Resp.: 40% Al2O3; 20% H2SO4; 10% Al2(SO4)3 e 30% H2O.) 
 
3.Seja a reação em fase gasosa: SO2 + ½ O2 ⇄ SO3. 
 São alimentados ao conversor catalítico uma mistura gasosa constituída de 12% de SO2, 8% de 
O2 e 80% de N2 em volume. Sabendo-se que a reação ocorre a pressão total de 20 atm e 
temperatura de 638°C, e que a constante de equilíbrio em termos de pressões parciais nestas 
condições é de 5,55, determine a composição molar percentual da mistura em equilíbrio 
resultante após a reação. 
 
4.Em um ensaio, verificou-se que, para produzir uma tonelada de uma solução de ácido clorídrico 
com 32% em massa de HCl, 1050 kg de cloreto de sódio e 945 kg de ácido sulfúrico 98% em 
massa, eram carregados ao reator. O grau de complementação é de 70% e gás clorídrico é 
enviado a uma torre de absorção onde é quase que totalmente absorvido em água. 
 2 NaCl + H2SO4 → 2 HCl + Na2SO4 
 Pede-se: 
a) Qual o reagente limite? (Resp.: NaCl) 
b) Qual a % de HCl produzido que se perde na torre na forma de gás residual?(Resp.30,2%) 
 
5. Óxido de alumínio (Al2O3) e solução de ácido sulfúrico (H2SO4), são misturados num reator em 
quantidades mássicas iguais. Sabendo-se que a conversão do reagente limite é de 60,0% e a 
solução ácida apresenta 85% em massa do soluto (o resto é água) produzindo Al2(SO4)3 e H2O, 
determine a composição mássica percentual da mistura resultante após reação. 
Dados: massas atômicas: Al = 27; O = 16; H = 1; S = 32. 
 
 
 
 
 
 
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RESOLUÇÕES: 
 
 
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RL 
 
 = conversão fracional 
máxima de equilíbrio. 
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 (0-1) Kp 
0,5 19,4 
0,8 476,0 
0,81 550 
0,82 640,65 
0,817 616,05