Uma mistura gasosa contendo de de e estão a 300 K e 500 KPa , passará por um processo de limpeza por contato com um óleo não volátil num absorvedor de gás. O objetivo do processo é recuperar o líquido efluente tanto quanto possível dos hidrocarbonetos pesados na alimentação. Com estas informações, calcule:
b) A densidade do gás na alimentação.
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que a questão tá pedindo. A gente tem uma mistura gasosa com diferentes tipos de hidrocarbonetos: 88% metano (), 4% etano (), 5% propano () e 3% butano (). Essa mistura está a 300 K e 500 kPa. O objetivo é calcular a densidade desse gás na alimentação usando os conceitos de física de gases. Vamos precisar usar a Lei dos Gases Ideais e calcular a massa molecular média da mistura.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a massa molecular média da mistura (). A massa molecular média é a soma das massas moleculares de cada componente, multiplicadas pela sua fração molar na mistura.
As massas moleculares são:
: 16 g/mol
: 30 g/mol
: 44 g/mol
: 58 g/mol
Calculando a média:
Passo 3
Agora, vamos usar a Lei dos Gases Ideais para encontrar a densidade () do gás. A fórmula da densidade para gases ideais é:
Onde:
é a pressão (500 kPa)
é a massa molecular média (19,22 g/mol ou 0,01922 kg/mol)
é a constante universal dos gases (8,314 J/mol·K)
é a temperatura (300 K)
Passo 4
Vamos substituir os valores na fórmula:
Primeiro, calcula o numerador:
Depois, o denominador:
Agora, dividindo:
Resposta
A densidade do gás na alimentação é aproximadamente .