Lista de Exercícios de Estequiometria - ENADE

Lista de Exercício ESTEQUIOMETRIA Questão 1 ENADE Um evaporador contínuo é utilizado para aumentar a concentração de extratos de tomate em uma indústria de alimentos Uma corrente com 40 de polpa de tomate é alimentado ao evaporador que produz um extrato com 70 de polpa havendo uma outra saída de vapor de água evaporada Para a produção de 1000kgh de produto as vazões da corrente de alimentação e de saída de vapor de água são respectivamente 1500 e 500 kgh 1750 e 750 kgh 1250 e 250 kgh 500 e 1500 kgh 1750 e 500 kgh Questão 2 ENADE 2014 Aproximadamente 80 das laranjas produzidas no Brasil são processadas na forma de suco de laranja concentrado congelado Considere duas indústrias brasileiras que produzem suco ambas com dois evaporadores em série que recebem uma alimentação de suco integral de laranja com 10 de sólidos solúveis No processo da primeira indústria o primeiro evaporador concentra o suco até 40 no segundo ocorre a concentração final do suco de laranja evaporando neste evaporador uma quantidade de água a 05 th Na segunda indústria o primeiro evaporador concentra o suco até 20 enquanto no segundo evaporador ocorre a evaporação de 25 th de água Todas as concentrações estão em base mássica Considerando uma alimentação inicial de 10 th de suco integral determine a composição final do suco concentrado e a vazão mássica de água evaporada para as duas indústrias Qual das duas indústrias tem o melhor processo Por quê R Industria 1 porque o produto é mais concentrado Resolução no final Questão 5 Q31 Petrobras maio2010 prova 13 Ao processo de combustão do etanol em um reator foram adicionados 20 de oxigênio em excesso garantindo dessa forma a completa combustão desse composto orgânico Sabendose que foram introduzidos 100 kmol de etanol como carga do reator concluise que na reação envolvida no processo A foram consumidos 120 kmol de oxigênio B foram consumidos 360 kmol de oxigênio C foram produzidos 100 kmol de gás carbônico D foram produzidos 120 kmol de água E a quantidade kmol de gás carbônico produzido é igual à de oxigênio consumido F nenhuma das anteriores Questão 5 Q21 Petrobrás Jun 2010 Biocombustível Um maçarico queima acetileno C2H2g e oxigênio Admitindo que sejam usados 135 kg de cada gás e que a combustão seja completa temse que Dados C 12 H 1 O 16 A por ser uma combustão completa as massas de acetileno e oxigênio são consumidas completamente no processo B na reação existe um excesso de 40 kg de oxigênio C na reação serão produzidos 25 kmol de gás carbônico D na reação a quantidade de acetileno kmol é igual à do gás carbônico produzido kmol E se os 135 kg de oxigênio fossem substituídos por 135 kg de ar o resultado seria o mesmo Questão 6 Q41 Petrobras maio2010 prova 13 O metanol pode ser produzido a partir da oxidação do metano utilizandose catalisadores em condições controladas de temperatura e pressão segundo a reação CH4 ½ O2 CH3OH Em uma reação entre 15 kmol de CH4 e 10 kmol de O2 o rendimento teórico de CH3OH e o reagente limitante sãorespectivamente A 10 Kmol e O2 B 15 Kmol e O2 C 10 Kmol e CH4 D 15 Kmol e CH4 E 20 Kmol e CH4 Questão 7 Q26 Petrobras O óxido de etileno pode ser utilizado como matériaprima para obtenção de etilenoglicol O óxido de etileno deverá ser produzido pela oxidação catalítica de eteno com ar de acordo com a seguinte reação C 2 H 4 12 O 2 C 2 H 4 O No entanto em paralelo ocorre a reação indesejável de combustão do eteno C 2 H 4 3O 2 2 CO 2 2H 2 O A conversão global de eteno no processo é de 950 e a seletividade do etilenoglicol em relação ao CO 2 é de 1851 De acordo com os dados fornecidos o rendimento do óxido de etileno no processo é de A 900 B 925 C 935 D 940 E 950 Resposta D Questão 13 Umas das formas de separar manganês da água é através da oxidação utilizando ozônio Dessa forma o manganês que se encontra dissolvido na água precipita em forma de óxido de manganês por meio da reação abaixo O 3 g Mn 2 aq H 2 O l O 2 g Mn O 2 s 2 H aq Após precipitar todo o manganês solúvel basta realizar uma separação l í quidosólido para se obter água livre do elemento manganês conforme o fluxograma abaixo Fluxograma de separação do manganês Considere que há 100 litros de água com concentração 10gMn l rendimento de 90 na oxidação e 80 na filtração De acordo com as informações apresentadas indique a alternativa correta Ao fim do processo de filtração há perda de 90 g de manganês Ao fim do processo de oxidação há perda de 150 g de manganês Ao fim do processo há 720 g de manganês em forma de óxido de manganês Ao fim do processo há 1000 g de manganês em forma de óxido de manganês Ao início do processo considerando todos os fatores temos exatamente 1050 g de manganês Resposta Correta c Ao fim do processo há 720 g de manganês em forma de óxido de manganês Questão 14 Uma corrente com composição mássica de 25 de etileno 35 de propeno e 40 de buteno é tratada em uma torre de destilação A torre tem a capacidade de recuperar 70 do etileno no destilado e 80 do buteno no resíduo A fração mássica do etileno no produto destilado é de aproximadamente 58 Assume se uma vazão mássica de entrada de 100 kgh De acordo com as informações apresentadas indique a alternativa correta A vazão mássica total que sairá no produto de fundo terá o valor aproximado de 300 kgh A vazão mássica total que sairá no produto de fundo terá o valor aproximado de 320 kgh A vazão mássica total que sairá no produto de fundo terá o valor aproximado de 395 kgh A vazão mássica total que sairá no produto de fundo terá o valor aproximado de 700 kgh A vazão mássica total que sairá no produto de fundo terá o valor aproximado de 745 kgh Resposta Correta Alternativa completa DA vazão mássica total que sairá no produto de fundo terá o valor aproximado de 70 0 kgh Questão 3 Q 21 Petrobras Fev 2010 prova 13 Em uma unidade de produção de H 2 uma corrente de 17 400 kgh de gás natural composição volumétrica 90 de CH 4 e 10 de C 2 H 6 é misturada com vapor dágua de tal forma que a razão entre a quantidade de matéria de vapor e a quantidade de matéria total de carbono seja equivalente a 3 A vazão mássica da corrente de vapor é Dados Massas molares H 1 kg kmol C 12 kg kmol O 16 kg kmol A 50 000 kgh B 52 200 kgh C 54 000 kgh D 57 400 kgh E 59 400 kgh Questão 4 Q 24 Petrobras Fev 2010 prova 13 Uma coluna de absorção foi dimensionada para absorver 90 de uma substância de massa molar igual a 50 kg kmol presente em uma corrente de ar usando água pura como solvente O teor dessa substância no ar é de 40 em base molar e na solução aquosa formada é de 25 em massa Considerandose que sejam desprezíveis a solubilidade do ar na água e a evaporação da água a razão molar entre a água usada como solvente e a corrente de ar a ser tratada é Dados Massas molares H 1 kg kmol O 16 kg kmol ar 29 kg kmol A 450 B 300 C 240 D 162 E 108 Questão 8 Q62 Petrobras maio2010 prova 13 Um reator catalítico foi alimentado com uma vazão de 200 kmol h de C2H6 para produzir C2H4 e gás hidrogênio conforme a figura abaixo Diagrama de blocos do processo F Vazão de alimentação de C2H6 P Vazão de saída dos produtos R Vazão de reciclo de C2H6 A conversão global do C2H6 no processo deve ser igual a 100 e a conversão por passe da mesma substância no reator igual a 90 Com base nas informações concluise que a A composição molar da corrente de produtos P é 50 H2 20 C2H6 e 30 C2H4 B vazão de saída da corrente de produtos P é 10 kmol h de C2H6 já que a sua conversão é de 90 C vazão de C2H6 kmol h na entrada do reator E deve ser igual à vazão de C2H4 kmol h na corrente deprodutos P D vazão de refluxo R é aproximadamente 28 kmol h de C2H6 E vazão E que alimenta o reator é aproximadamente 220 kmol h de C2H6 Considere os dados abaixo para responder às questões de nos 9 e 10 Um mistura gasosa contendo CO 2 e H 2 em proporções estequiométricas e N 2 na razão de 04 mol para 100 mol de CO 2 H 2 é carga fresca de um processo catalítico para a produção de metanol de acordo com a equação CO 2 3H 2 CH 3 OH H 2 O O efluente do reator passa por um processo de separação no qual todo o metanol e a água produzidos são separados por condensação Os gases contendo os reagentes não reagidos e o N2 são reciclados para o reator misturandose com a carga fresca F dando origem à carga combinada CC Para evitar acúmulo de N2 no reator parte da corrente gasosa é purgada conforme o esquema abaixo A conversão global dos reagentes é de 96 A vazão molar de CO2 na carga fresca é de 5 mols Questão 9 Q28 Petrobras fev 2010 prova 13 Com base nos dados acima analise as afirmativas a seguir I A vazão molar de metanol produzido é de 48 mols II A fração molar de metanol na corrente de produto D é de 050 III A razão molar N2 CO2H2 na corrente de purga P é de 010 Está correto o que se afirma em A I apenas B I e II apenas C I e III apenas D II e III apenas E I II e III Questão 10 Q29 Petrobras fev 2010 prova 13 Considerandose que a razão molar de reciclo RF expressa apenas em termos de CO 2 e H 2 é de 06 analise as afirmativas abaixo I A conversão de CO 2 por passagem no reator é de 60 II A vazão molar de CO 2 H 2 na carga combinada é 24 mols III A razão molar de N 2 na corrente de carga combinada CC é de 010 Está correto o que se afirma em A I apenas B I e II apenas C I e III apenas D II e III apenas E I II e III Exercícios extras Resposta D Questão 13 Umas das formas de separar manganês da água é através da oxidação utilizando ozônio Dessa forma o manganês que se encontra dissolvido na água precipita em forma de óxido de manganês por meio da reação abaixo O 3 g Mn 2 aq H 2 O l O 2 g Mn O 2 s 2 H aq Após precipitar todo o manganês solúvel basta realizar uma separação l í quidosólido para se obter água livre do elemento manganês conforme o fluxograma abaixo Fluxograma de separação do manganês Considere que há 100 litros de água com concentração 10gMn l rendimento de 90 na oxidação e 80 na filtração De acordo com as informações apresentadas indique a alternativa correta Ao fim do processo de filtração há perda de 90 g de manganês Ao fim do processo de oxidação há perda de 150 g de manganês Ao fim do processo há 720 g de manganês em forma de óxido de manganês Ao fim do processo há 1000 g de manganês em forma de óxido de manganês Ao início do processo considerando todos os fatores temos exatamente 1050 g de manganês Resposta Correta c Ao fim do processo há 720 g de manganês em forma de óxido de manganês Resolução Comentada A alternativa A está incorreta pois ela considera rendimento de 90 no processo de filtração quando na realidade o valor correto é de 180 gramas ou seja 20 de perdas dos 900 gramas que vieram do processo de oxidação A alternativa B está incorreta pois ao multiplicar a massa inicial 1000 gramas de manganês pelo rendimento da oxidação 90 temos 900 gramas de manganês ou seja 100 gramas de perdas A alternativa C está correta Inicialmente com o volume de água e a concentração de manganês é possível calcular a massa de manganês através da multiplicação entre a concentração e o volume massavolume x concentração massa100 litros x 10 gramas litros 1000gramas Sabendo que o rendimento da oxidação é de 90 e da filtração 80 temos que 900 gramas de manganês foram transformados em óxido de manganês e 720 gramas foram separados pela filtração Dessa forma temos 720 gramas de manganês no produto final A alternativa D está incorreta pois ela considera que os rendimentos da oxidação e da filtração são 100 pois não há perdas nas duas etapas do processo resultando na mesma quantidade de massa de manganês no início A alternativa E está incorreta pois inicialmente através da multiplicação do volume pela concentração de manganês na água encontramos 1000 gramas de manganês sendo este o valor inicial Questão 14 Uma corrente com composição mássica de 25 de etileno 35 de propeno e 40 de buteno é tratada em uma torre de destilação A torre tem a capacidade de recuperar 70 do etileno no destilado e 80 do buteno no resíduo A fração mássica do etileno no produto destilado é de aproximadamente 58 Assume se uma vazão mássica de entrada de 100 kgh De acordo com as informações apresentadas indique a alternativa correta A vazão mássica total que sairá no produto de fundo terá o valor aproximado de 300 kgh A vazão mássica total que sairá no produto de fundo terá o valor aproximado de 320 kgh A vazão mássica total que sairá no produto de fundo terá o valor aproximado de 395 kgh A vazão mássica total que sairá no produto de fundo terá o valor aproximado de 700 kgh A vazão mássica total que sairá no produto de fundo terá o valor aproximado de 745 kgh Resposta Correta Alternativa completa DA vazão mássica total que sairá no produto de fundo terá o valor aproximado de 70 0 kgh Resolução Comentada POR ALTERNATIVA A alternativa A está incorreta pois o erro pode ocorrer com a confusão entre os nomes das saídas da torre e considerar que o produto destilado sairá pelo fundo da torre assim a vazão mássica total do produto de fundo será 30 kgh como é mostrado no balanço abaixo F kgh D kgh B kgh Etileno 25 75 175 Propeno 35 305 45 Buteno 40 32 0 8 0 Total 100 70 0 30 0 A alternativa B está incorreta pois o erro pode ocorrer caso levem em consideração que no produto de fundo exist a apenas buteno pelo fato do problema dizer que a torre recupera 80 do buteno no produto de fundo Logo encontrará uma vazão mássica total de produto de fundo igual a 32 kgh A alternativa C está incorreta pois como não é dada nenhuma informação de saída do propeno o erro pode ocorrer caso seja levado em consideração que todo o propeno sai no destilado da torre obtendo uma vazão mássica total de produto de fundo igual a 395 kgh como pode ser visto pelo balanço abaixo F kgh D kgh B kgh Etileno 25 175 75 Propeno 35 35 0 Buteno 40 8 0 32 0 Total 100 605 395 A alternativa D está correta pois c omo temos as frações mássicas da corrente de carga podemos preenche r a coluna F na tabela abaixo F kgh D kgh B kgh Etileno 25 Propeno 35 Buteno 40 Total 100 Sabendo que a recuperação do etileno no destilado é de 70 ou seja de todo etileno que entra em F 70 sairá na corrente D e que de todo buteno que entra em F 80 sairá na corrente B Assim 175 kgh de etileno sairá em D que equivale aos 70 de recuperação e 32 kgh de buteno sairá em B que equivale aos 80 de recuperação F kgh D kgh B kgh Etileno 25 175 Propeno 35 Buteno 40 32 Total 100 Fazendo a subtração do buteno que entra em F e o que sai em B obtemos a quantidade de buteno que sai na corrente D Agora fazendo a subtração do etileno que entra em F e o que sai em D obtemos a quantidade de buteno que sairá em B F kgh D kgh B kgh Etileno 25 175 75 Propeno 35 Buteno 40 8 32 Total 100 Tendo a informação de que a fração mássica de etileno no destilado é de 58 podemos calcular a quantidade total da corrente de destilado e por diferença calcular a quantidade de resíduo de fundo Logo a vazão mássica da corrente de destilado será de aproximadamente 30 kgh Então calculando por diferenças podemos completar todo o balanço de massa F kgh D kgh B kgh Etileno 25 175 75 Propeno 35 45 305 Buteno 40 8 320 Total 100 30 700 Desta forma obtemos que a vazão mássica total da corrente de produto de fundo é 70 kgh A alternativa E está incorreta pois como não é dada nenhuma informação de saída do propeno o erro pode ocorrer caso levem em consideração que todo o propeno sai pelo fundo da torre obtendo uma vazão mássica total de produto de fundo igual a 745 kgh como pode ser visto pelo balanço abaixo F kgh D kgh B kgh Etileno 25 175 75 Propeno 35 35 0 Buteno 40 8 0 32 0 Total 100 255 745 Resoluçã o Questão 02 RQ 0501 Rev 14 Página 1 de 17 Prática de Laboratório Segunda Oportunidade x Exercícios D1 Prova Modular D2 Prova Global D3 Exame FinalExame de Certificação A1 Aproveitamento Extraordinário de Estudos A2 Nota Disciplina Tópicos especiais em engenharia química I Turma EQU 10 M Professor Janaina Karine Andreazza Data 23092020 Aluno a RQ 0501 Rev 1 4 Página 9 de 15