Lista de Exercícios – LEQ I – BALANÇO DE MASSA PROF. MARCELO HENRIQUE – ENGENHARIA QUÍMICA

1) Dez metros cúbicos de uma solução de cloreto de sódio (𝑁𝑎𝐶𝑙) 2M são misturados

com quinze metros cúbicos de uma solução de sulfato de amônio ((𝑁𝐻4)2𝑆𝑂4) 1M.

Supondo constantes e iguais as massas específicas das soluções, obtenha as

concentrações em g/L dos íons cloreto (𝐶𝑙−) e amônio (𝑁𝐻4+) na solução resultante.

(Resp.: V1=8,69 m3/h e V2=71,31 m3/h)

2) O fluxograma de recuperação de um produto farmacêutico é apresentado a seguir.

Trata-se de um processo com múltiplas unidades, com reciclo e sem reação química no

estado estacionário.

Denominando o produto farmacêutico como F e a água como A, calcule os valores das

variáveis indicadas na tabela que segue.

Corrente F Corrente C Corrente P Corrente R Corrente W

𝐹 = 120 𝑙𝑏𝑚 ℎ⁄ 𝐶 = ? (𝑙𝑏𝑚/ℎ) 𝑃 =? (𝑙𝑏𝑚/ℎ) 𝑅 =? (𝑙𝑏𝑚/ℎ) 𝑊 =? (𝑙𝑏𝑚/ℎ)

Composição

mássica:

Composição

mássica:

Composição

mássica:

Relação

mássica: 100% em A

25% em F 70% em F 70% em F 0,4 𝑙𝑏𝑚 𝐹

𝑙𝑏𝑚 𝐴

75% em A 30% em A 30% em A

MM(F) = 60 – MM(A) = 18

3) Na Granja Frango Feliz, os ovos são separados em dois tamanhos, grande e

extragrande. Infelizmente, os negócios não têm ido muito bem ultimamente, e desde que

a máquina de separar ovos de 40 anos de idade quebrou, não houve dinheiro para

substituí-la. Para resolver o problema, o velho Zé, um dos empregados com melhor vista,

equipado com um carimbo de borracha escrito “Grande” na sua mão direita e um outro

carimbo escrito “Extragrande na mão esquerda, fica carimbando cada ovo com o seu

respectivo carimbo à medida que estes vão passando pela esteira transportadora. No final

da linha, um outro funcionário separa os ovos de acordo com o carimbo. O sistema

R

F C

Filtro rotativo

W

Centrífuga P

Lista de Exercícios – LEQ I – BALANÇO DE MASSA PROF. MARCELO HENRIQUE – ENGENHARIA QUÍMICA

funciona razoavelmente bem, considerando tudo, mas o velho Zé tem a mão pesada, e, na

média, quebra 30% dos 120 ovos que passam por ele por minuto. Um controle da

corrente de ovos extragrandes revela uma vazão de 70 ovos/min, dos quais 25 ovos/min

estão quebrados.

a) Desenhe e rotule um fluxograma para este processo;

b) Escreva e resolva os balanços dos ovos totais e ovos quebrados no separador de

ovos;

c) Quantos ovos grandes deixam a planta por minuto e que fração deles estão

quebrados;

d) O velho Zé é destro ou canhoto?

4) A amônia é queimada para formar ácido nítrico na seguinte reação:

4𝑁𝐻3 + 5𝑂2 → 4𝑁𝑂 + 6𝐻2𝑂

a) Calcule a razão (𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑂2 𝑞𝑢𝑒 𝑟𝑒𝑎𝑔𝑒 𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑂 𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑑𝑜⁄ );

b) Se a amônia alimenta um reator contínuo com uma vazão de 100 𝑘𝑚𝑜𝑙 𝑁𝐻3 ℎ⁄ ,

que vazão de alimentação de oxigênio (kmol/h) corresponderia a 40,0% de excesso de

O2?

c) Se 50,0 kg de amônia e 100,0 kg de oxigênio alimentam um reator em batelada,

determine o reagente limitante, a porcentagem de excesso do outro reagente, a extensão

da reação (mol) e a massa de NO produzido (kg), admitindo que a reação é completa.