Uma mistura gasosa encerrando 15% em volume de amônia e o restante de ar é enviada a uma coluna de absorção de modo a recuperar 98,5% da amônia. Ne...

Para resolver esse problema, é necessário utilizar a Lei de Dalton das pressões parciais e a Lei de Henry da solubilidade dos gases em líquidos. Primeiramente, é necessário calcular a pressão parcial da amônia na mistura gasosa. Como a mistura contém 15% de amônia em volume, então a pressão parcial da amônia será: Pnh3 = 0,15 x Patm Onde Patm é a pressão atmosférica. Em seguida, é necessário calcular a quantidade de amônia que será absorvida pela água. Para isso, é necessário utilizar a Lei de Henry, que relaciona a concentração de um gás em solução com a pressão parcial do gás na fase gasosa. A Lei de Henry é dada por: C = k x P Onde C é a concentração do gás em solução, P é a pressão parcial do gás na fase gasosa e k é a constante de Henry. A constante de Henry para a amônia em água a 25°C é de 0,0234 mol/L.atm. Assim, a concentração de amônia na solução aquosa será: C = k x Pnh3 = 0,0234 x 0,15 x Patm = 0,00351 x Patm mol/L Como a solução aquosa do fundo da coluna possui 0,04 kg de amônia por kg de água, então a concentração de amônia na solução é de: C = 0,04 kg/kg = 0,04/17 g/mol = 0,00235 mol/L Igualando as duas expressões para a concentração de amônia, temos: 0,00351 x Patm = 0,00235 mol/L Patm = 0,00235/0,00351 atm Patm = 0,668 atm A vazão molar de amônia na mistura gasosa é dada por: Fn = Pnh3 x Vn / R x T Onde Vn é o volume molar da mistura gasosa, R é a constante dos gases ideais e T é a temperatura. A vazão molar de amônia que será absorvida pela água é dada por: Fs = C x L Onde L é a vazão molar de água. A razão entre a vazão de solvente puro L e a vazão de ar inerte G é dada por: L/G = Fs / (Fn - Fs) Substituindo as expressões para Fn e Fs, temos: L/G = C x L / (Pnh3 x Vn / R x T - C x L) L/G = C / (Pnh3 x Vn / R x T - C) Substituindo os valores numéricos, temos: L/G = 0,00235 / (0,15 x Vn / R x T - 0,00235) Para calcular a razão L/G, é necessário conhecer a temperatura e o volume molar da mistura gasosa.