Exercícios Resolvidos de Caso Colunas com soluções diluídas

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Enunciado

Uma coluna com seis estágios de equilíbrio é empregada para esgotar uma corrente líquida com ar a 80 ° F e P = 1 a t m . Calcule a concentração de amônia na corrente líquida aquosa de saída se a concentração do líquido na entrada é 0,1 % molar de amônia em H 2 O . O ar de entrada é livre de amônia e 30   S C F de são alimentados na coluna por libra de rejeito aquoso.

Dados: y = 1,414 x , S C F   = S t a n d a r t   C u b i c   F e e t

Passo 1

Faaaala aíi! Vamos começar aqui analisando o que a questão nos forneceu, beleza? Aqui estamos lidando com uma coluna de esgotamento, logo, vamos usar a expressão:

x N - x N * x o - x N * = 1 - V * m L 1 - V * m L N + 1

Já tendo pelo enunciado,

N = 6

y 7 = 0

x o = 0,001

y = 1,414 x

V L = 30   f t 3 a r 1   l b m H 2 O

E queremos encontrar a concentração de amônia na corrente líquida aquosa de saída, ou seja, x 6 .

Passo 2

Antes de mais nada precisamos ajustar as unidades da nossa relação V / L ,

V L = 30   f t 3 a r 1   l b m H 2 O × 18   l b m H 2 O 1   l b m o l H 2 O × 1 l b m o l H 2 O 393,95034   f t 3 a r

V L = 1,37 l b m o l ( a r ) l b m o l ( H 2 O )

Agora sim as unidades batem e podemos analisar a correlação para colunas de esgotamento.

Passo 3

Já vimos que vamos utilizar,

x N - x N * x o - x N * = 1 - V * m L 1 - V * m L N + 1

Se adequando a nossa questão temos,

x 6 - x 6 * x o - x 6 * = 1 - V * m L 1 - V * m L 7

Daqui ainda não temos x 6 * ,

x 6 * = y 7 m = 0 m = 0

Mas precisamos do m   também. O enunciado nos deu,

y = 1,414 x

Sendo que,

y = m * x

Logo,

m = 1,414

Passo 4

Agora, finalmente, substituindo os valores na equação temos,

x 6 - 0 0,001 - 0 = 1 - 1,44 * 1,37 1 - 1,44 * 1,37 7

Lembrando que calculamos o V / L no passo 2, o x 6 * no passo 3 e o resto é dado do enunciado. Fazendo as contas,

x 6 0,001 = 9,2447 × 10 - 3  

Logo,

x 6 = 9,2447 × 10 - 6  

Resposta

x 6 = 9,2447 × 10 - 6