Exercícios Resolvidos de Transferência de massa entre fases

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Enunciado

Construa as curvas de solubilidade (equilíbrio) para os seguintes sistemas:

  1. Amônia-água na temperatura de 30°C e 1 atm.
  2. S O 2 -água na temperatura de 20°C e 1 atm.
  3. Por intermédio de uma estimativa para m , procure mostrar qual fase controlará o processo de separação do soluto A nas situações apresentadas nos itens a e b.
  4. A partir do resultado obtido no item b, determine a relação k x k y para um certo ponto da torre com: x A L = 4,0 ⋅ 10 - 3 e y A G = 1,0 ⋅ 10 - 3 .

Dados:Amônia-água na temperatura de 30°C e 1 atm

S O 2 - água na temperatura de 20°C e 1 atm

Passo 1

Temos algumas letrinhas para resolver, vamos nessa! Começando pelos dados da letra a, e já resolvendo a letra c, em conjunto.

Vamos começar montando o gráfico com os valores dados e fazendo regressão linear para conseguir o valor de m .

Fazendo a regressão linear, na calculadora, vamos ter que:

m = 1,7338

Sendo assim, temos que:

y A i = 1,7338 ⋅ x A i

Bom, sabemos que a amônia é muito solúvel em água. E o nosso valor de m é pequeno, isso nos indica que é a fase gasosa que vai controlar o processo de separação, nas condições que foram dadas.

Passo 2

Agora vamos para os dados da letra b, mas já resolvendo a letra c também! Montando o gráfico, temos:

Fazendo a regressão linear, temos:

m = 33,73

Sendo assim, temos que:

y A i = 33,73 ⋅ x A i

Agora nós temos o valor de m muito grande, isso indica pra gente que a fase líquida vai controlar o processo de separação.

Passo 3

Agora vamos resolver a letra d, fazendo a relação k x k y para o ponto da torre x A L = 4,0 ⋅ 10 - 3 e y A G = 1,0 ⋅ 10 - 3 , temos que:

- k x k y = y A G   -   y A i x A L   -   x A i

Substituindo o ponto dado, ficamos com:

- k x k y = 1,0 ⋅ 10 - 3   -   33,73 ⋅ x A i 4,0 ⋅ 10 - 3   -   y A i 33,73

Agora vamos substituir cada um dos pontos da letra b, em x A i e y A i , montando uma tabela, teremos:

Finalizamos mais uma! Show!

Resposta

  1. Passo 1.
  2. Passo 2.
  3. Para o caso a, temos m = 1,7338 , como o valor de m é pequeno, a fase gasosa que vai controlar o processo de separação. Já para o caso b, m = 33,73 , o valor de m é muito grande, ou seja, fase líquida vai controlar o processo de separação.
  4. Passo 3.