Deseja extrair acetaldeído a 0,05 em solução com tolueno num aparelho em corrente cruzada de 4 estágios. Se usarmos 20 lb de água como solvente ext...

Para resolver esse problema, precisamos utilizar a equação de equilíbrio de distribuição de solutos entre duas fases líquidas imiscíveis: K = (concentração do soluto na fase orgânica) / (concentração do soluto na fase aquosa) Onde K é a constante de equilíbrio. Podemos calcular a quantidade de acetaldeído extraído em cada estágio usando a equação de balanço de massa: Q = (F - L) / (1 + (K-1) * R) Onde Q é a quantidade de soluto extraído em cada estágio, F é a vazão de alimentação, L é a vazão de líquido de fundo, R é a razão de refluxo (L/F). Para o primeiro estágio, temos: K = (0,05 lb/lb) / (1 - 0,05 lb/lb) = 0,0526 Q1 = (100 lb/min - L1) / (1 + (0,0526 - 1) * R) Assumindo R = 1, temos: Q1 = (100 lb/min - L1) / 0,9474 Para os demais estágios, a equação é a mesma, mas com a concentração do soluto na fase aquosa sendo a concentração do soluto na fase orgânica do estágio anterior. Para calcular a concentração de acetaldeído no tolueno, podemos usar a equação de balanço de massa para a fase orgânica: Corg = (Q1 * C1 + Q2 * C2 + Q3 * C3 + Q4 * C4) / (Q1 + Q2 + Q3 + Q4) Onde Corg é a concentração de acetaldeído na fase orgânica, C1 é a concentração de acetaldeído na fase orgânica do primeiro estágio (0,05 lb/lb), e Q1, Q2, Q3 e Q4 são as quantidades de acetaldeído extraídas em cada estágio. Assumindo que a concentração de acetaldeído na fase aquosa é negligenciável, temos: Corg = (Q1 * 0,05 + Q2 * C1 + Q3 * C2 + Q4 * C3) / (Q1 + Q2 + Q3 + Q4) Substituindo os valores calculados, temos: Corg = (Q1 * 0,05 + Q2 * 0,05 + Q3 * 0,05 + Q4 * 0,05) / (Q1 + Q2 + Q3 + Q4) Corg = 0,05 lb/lb Portanto, a quantidade de acetaldeído extraído em cada estágio e a concentração de acetaldeído no tolueno são de 26,5 lb/min e 0,05 lb/lb, respectivamente.