de uma mistura de amônia-ar contendo
de amônia em volume entra em uma coluna a 120 kPa e 300 K para recuperar esta amônia por absorção com água. 90% da amônia que entra no gás é absorvida e o gás deixa a coluna a 100 kPa e 280 K . Qual o volume que deixa a coluna por hora?
Passo 1
Então, vamos lá! A gente tem um exercício sobre absorção de amônia em uma mistura de ar-amônia. A mistura entra na coluna com 100 m³ por hora, contendo 20% de amônia em volume. A pressão de entrada é de 120 kPa e a temperatura de 300 K. Queremos recuperar 90% da amônia usando água, e o gás sai da coluna com 100 kPa e 280 K. Nosso objetivo é descobrir qual é o volume do gás que sai da coluna por hora. Para resolver isso, vamos precisar usar balanço de massa e a lei dos gases ideais.
Passo 2
Primeiro, vamos entender quanto de amônia está entrando na coluna. Se temos 100 m³ de mistura com 20% de amônia, então a quantidade de amônia que entra é:
Passo 3
Sabemos que 90% dessa amônia é absorvida pela água na coluna. Então, a quantidade de amônia que sai com o gás é 10% da amônia que entrou:
Passo 4
Agora, vamos fazer o balanço de massa para os gases. A quantidade total de gás que sai é a quantidade que entrou menos a amônia que foi absorvida. Mas como a pressão e a temperatura mudaram, precisamos ajustar os volumes usando a lei dos gases ideais:
Onde:
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é o volume que queremos encontrar.
Rearranjando a fórmula para encontrar
:
Substituindo os valores:
Resposta
O volume de gás que sai da coluna por hora é aproximadamente 112 m³/h.