Na produção de um medicamento, que tem massa molar de 192, o fluxo de saída do reator contendo água e o medicamente escoa a uma taxe de . A composição da mistura tem em massa de medicamento e a densidade relativa da solução é de 1,024 . Calcule a concentração do medicamento (em quilogramas por litro) no fluxo de saída e a vazão do medicamento em quilogramas-mols por minuto tendo como base de cálculo 1 kg da solução de medicamento e água.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos um problema sobre a produção de um medicamento. Nos dizem que a massa molar do medicamento é 192 g/mol, o fluxo de saída do reator é de 10,5 litros por minuto, a mistura tem 41,2% em massa de medicamento, e a densidade relativa da solução é 1,024. Nosso objetivo é calcular:
  1. A concentração do medicamento em quilogramas por litro (kg/L) no fluxo de saída.
  2. A vazão do medicamento em quilogramas-mol por minuto (kg·mol/min), considerando 1 kg da solução de medicamento e água.
Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de densidade, concentração em massa e cálculos de fluxo mais complicados usando a massa molar.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a concentração do medicamento em kg/L. Sabemos que a mistura tem 41,2% em massa de medicamento e a densidade da solução é 1,024 kg/L (já que densidade relativa de 1,024 significa que a solução é 1,024 vezes mais densa que a água, que tem 1 kg/L).
Para encontrar a concentração em kg/L, multiplicamos a fração em massa pelo total da densidade:
çã
Substituindo os valores:
çã

Passo 3

Fazendo a conta:
çã
Arredondando, temos aproximadamente 0,422 kg/L.

Passo 4

Agora, vamos calcular a vazão do medicamento em kg·mol/min. Primeiro, precisamos saber quantos quilogramas de medicamento saem por minuto, e depois converter essa massa para quilogramas-mol usando a massa molar.
Sabemos que o fluxo total é de 10,5 L/min e a concentração de medicamento é de 0,422 kg/L. Então, a massa de medicamento por minuto é:
çã

Passo 5

Calculando:
Agora, para converter essa massa em quilogramas-mol, usamos a massa molar do medicamento (192 g/mol ou 0,192 kg/mol):

Passo 6

Fazendo o cálculo:

Resposta

A concentração do medicamento no fluxo de saída é de aproximadamente 0,422 kg/L, e a vazão do medicamento é de cerca de 23,07 kg·mol/min.

Exercícios relacionados

Se um recipiente contém de NaOH :
a) Quantas libra mols de NaOH o balde contém?
b) Quantos grama-mols de NaOH o balde contém?
A massa específica de certo líquido é dada por uma equação da seguinte forma?
em que é a massa específica , T a temperatura e P a pressão ( atm ). Para essa equação ser dimensionalmente consistente, quais são as unidades de e C?
Quantos quilos de carvão ativado devem ser misturados a 38 kg de areia, de forma que a mistura final tenha de carvão em peso na mistura.
Questão 1.1 (valendo 1,5 pontos): A parede da carroceria de um caminhão de transporte de produtos refrigerados é composta por uma camada interna de um material plástico com espessura de 5 mm , por uma camada de isolante térmico com espessura de 120 mm e por uma camada externa de alumínio com espessura de 1 mm . Sabe-se que as condutividades térmicas do plástico, do isolante e do alumínio são iguais a, 0,1 W/(m.K), 0,04 W/(m.K) e respectivamente. Considerando que em um dia ensolarado a temperatura média da face externa da carroceria é igual a e que a superfície interna é igual a .
Determine:
O fluxo de calor através da carroceria, considerando que a superfície total da carroceria apresenta área igual a .
A temperatura na interface plástico-camada isolante e a temperatura na interface camada isolante-alumínio.