Uma mistura gasosa contendo 88 % de CH4, 4 % de C2 H6, 5 % n-C3 H8 e 3 % n^- C4 H10 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:
c) A composição do gás na alimentação, expressa em termos da fração mássica de cada componente.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício nos dá uma mistura gasosa com porcentagens de diferentes hidrocarbonetos e pede pra gente calcular a composição dessa mistura em fração mássica. Estamos lidando com percentuais em termos de molar, então vamos precisar transformar esses valores em frações de massa usando as massas molares dos componentes.

Passo 2

Primeiro, vamos listar os componentes da mistura e suas respectivas porcentagens molares:
  • Metano ( CH4): 88%
  • Etano ( C2H6): 4%
  • Propano ( n-C3H8): 5%
  • Butano ( n-C4H10): 3%

Passo 3

Agora, precisamos saber a massa molar de cada componente para converter as porcentagens molares em mássicas. As massas molares são aproximadamente:
  • CH4: 16 g/mol
  • C2H6: 30 g/mol
  • n-C3H8: 44 g/mol
  • n-C4H10: 58 g/mol

Passo 4

Vamos supor que temos 100 moles da mistura para facilitar os cálculos. Assim, temos:
  • Moles de CH4: 88 mol
  • Moles de C2H6: 4 mol
  • Moles de n-C3H8: 5 mol
  • Moles de n-C4H10: 3 mol

Passo 5

Agora, calculamos a massa de cada componente:
  • Massa de CH4: 88 , mol times 16 , g/mol = 1408 , g
  • Massa de C2H6: 4 , mol times 30 , g/mol = 120 , g
  • Massa de n-C3H8: 5 , mol times 44 , g/mol = 220 , g
  • Massa de n-C4H10: 3 , mol times 58 , g/mol = 174 , g

Passo 6

Vamos somar todas as massas para encontrar a massa total da mistura:
1408 , g + 120 , g + 220 , g + 174 , g = 2022 , g

Passo 7

Agora, calculamos a fração mássica de cada componente dividindo a massa de cada um pela massa total:
  • Fração mássica de CH4: 14082022 approx 0,696 ou 69,6%
  • Fração mássica de C2H6: 1202022 approx 0,059 ou 5,9%
  • Fração mássica de n-C3H8: 2202022 approx 0,109 ou 10,9%
  • Fração mássica de n-C4H10: 1742022 approx 0,086 ou 8,6%

Resposta

A composição da mistura gasosa em fração mássica é aproximadamente:
  • Metano ( CH4): 69,6%
  • Etano ( C2H6): 5,9%
  • Propano ( n-C3H8): 10,9%
  • Butano ( n-C4H10): 8,6%

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