Resoluação Lista

Profª Débora P Jaeschke Matrícula Nome Todas as respostas devem ser justificadas Apresente todos os cálculos e considerações realizadas 1 3 pontos Uma corrente proveniente de um processo fermentativo é constituída de etanol 1 e ácido acético 2 Propõese separar os compostos em um vaso flash Sabese que a temperatura de operação do flash é de 35 C e a pressão é de 8 kPa Ainda sabese que as correntes de topo e fundo contêm 90 e 10 do componente mais leve respectivamente em base molar e que 80 da alimentação sai na corrente de topo a 15 pontos Calcule a composição da corrente de entrada do vaso flash b 15 pontos Qual foi a quantidade de etanol recuperada após o processo de separação Parâmetros da equação de Antoine lnPsat bar A B TK C A B C Etanol 122917 380398 4168 Ácido acético 101878 340567 5634 1 35 pontos Para responder as perguntas abaixo considere a reação em fase gasosa apresentada a seguir bem como os dados de entalpia e energia livre Gibbs padrão de formação dos compostos envolvido na reação a 298 K e 1 bar C2H4 Cl2 C2H4Cl2 Delta hf298o kJmol Delta gf298o kJmol C2H4 5226 6815 C2H4Cl2 130 7314 a 25 pontos Determine a composição de equilíbrio do sistema considere que a reação ocorre a 50 C e 1 bar e que a alimentação é composta por mistura estequiométrica dos dois reagentes Avaliação de Profª Débora P Jaeschke Matrícula Nome Todas as respostas devem ser justificadas Apresente todos os cálculos e considerações realizadas 1 15 pontos Uma mistura constituída de 40 em mol de isobutano composto 1 e 60 molar de npentano composto 2 é alimentada em um vaso flash que opera a 49 C e 32 bar a 05 pontos Qual dos compostos sairá majoritariamente na corrente de topo Faça essa análise pelo cálculo da pressão de saturação de cada composto b 1 ponto Para recuperar 90 do composto que sairá no topo do vaso flash qual deverá ser a taxa molar das correntes de saída do vaso Parâmetros da equação de Antoine lnPsat bar A B TK C A B C Isobutano 89179 203276 3315 npentano 92131 247707 3944 2 55 pontos Para responder as perguntas abaixo considere a reação em fase gasosa apresentada a seguir bem como os dados de entalpia e entropia padrão de formação dos compostos envolvido na reação a 298 K e 1 bar CO2 H2 CO H2O Delta hf298o kJmol Delta gf298o kJmol CO2 39351 39436 CO 11053 13717 H2O 24182 22857 a 2 pontos Determine a composição de equilíbrio do sistema considerando que a reação ocorre a 1000K e 1 bar que a alimentação é composta por uma mistura equimolar dos dois reagentes e que o valor da constante de equilíbrio encontrado experimentalmente nas condições de temperatura e pressão da reação foi de 0693 b 05 pontos Considere que a reação ocorre a 1000 K e 500 bar qual é o valor da constante de equilíbrio c 2 pontos Considere que a reação ocorre a 1000 K e 500 bar qual é a composição de equilíbrio Use a equação de van der Waals e a Lei de fugacidade de Lewis phiip phiil para contabilizar a não idealidade dos gases Não é necessário apresentar o valor final da composição mas todas as equações em suas formas finais para inserção em um software e posterior realização do cálculo indicando como o cálculo seria realizado d 1 ponto Considere que a mesma reação acontece a 2000 K e 1 bar A formação de produtos deverá ser maior ou menor do que a calculada na letra a 3 3 pontos Considere a reação apresentada a seguir bem como os dados de entalpia e entropia padrão de formação dos compostos envolvido na reação a 298 K e 1 bar SiCl4 g 2H2 g Si s 4HCl g Delta hf298o kJmol Delta gf298o kJmol SiCl4 66275 62276 HCl 92312 9529 Se a reação acontece a 100 Pa e o grau de extensão é de 075 qual será a temperatura no reator Descreva todas as considerações que achar pertinente para realizar os cálculos 2 C2H4 O2 C2H4O2 a Composição no eq T 50C P 1 bar mist asleq ΔH 130 5726 182 ΔS 7314 6815 141 ΔGf ΔS RTlnK lnK 182 141 00082 50c 273 413 2584 lnK 185 K 68 108 K P O22 68 108 1x 68 108 x 1 68 108 x b P 500 bar K c Prod mais 1 mistura 40 mol 1 e 60 mol 2 Vaso flash a 499C e 32 bar T 32215K P1sat 65 bar P2sat 15 bar Como P1sat maior maior só é uma tendência ó in ps fase vapor xy xi 09 y2 01 8 xi 2x1 04 x2 06 L x1 P yj Pisat xi 32 09 65 x1 x1 044 x2 066 BmT r V L Adetando base do cálculo r 100 mol h V r L 100 L 1 BMO 10004 100 L 09 L 044 40 90 09L 044L L 50 09044 108 Não algum erro nesse variação b 05 pontos Considere que a reação ocorre a 50 C e 500 bar qual é o valor da constante de equilibrio c 05 pontos Considere que a reação acontece a 50C e 700 bar A formação de produtos deverá ser maior ou menor do que a calculada na letra a 2 35 pontos Considere a reação apresentada a seguir bem como os dados de entalpia e entropia padrão de formação dos compostos envolvido na reação a 298 K e 1 bar SiCl4g 2H2g Sis 4HClg Δhf298kJmol Δgf298kJmol SiCl4 66275 62276 HCl 92312 9529 Se a reação acontece a 100 Pa e o grau de extensão é de 075 qual será a temperatura no reator Descreva todas as considerações que achar pertinente para realizar os cálculos 3 SiCl4g 2H2g Sis 4HClg ξ 075 P 100 Pa T θ Variação ΔH e ΔG ΔHr ΣHprod ΣHent 4C 92 132 662 75 293 502 KJmol ΔGr ΣGprod ΣGreg 381 16 622 76 241 60 KJmol ΔG ΔH T ΔS T ΔH ΔG ΔS K LiCl ξ4 SiCl4 H22 HCl 45 K 075 44 0752 K 1296 293 502 24160 R T ln 1296 293 50 24160 T ln 1296 8 314 0 008 625 T ln 1296 T 0 89 K 890K 4 mistura etanol 1 e ácido acético 2 Vaso flash a 35C e P 8KPa V g1 g2 09 L x1 x2a 01 V 08 Como saber qual é o composto mais leve P1 sat 013 bar 1 bar 100 KPa Pi sat 13 KPa Pop fase líquida P2 sat 003 bar 3 KPa Pop fase vapor r V L Fr x1 V cg1 L x1 Fr x2 V cg2 L x2 Adotando base de cálculo r 100 molh L V 80 molh L 20 molh 100 xR2 80 09 2001 xR2 074 xR1 026 b Recup Etanol no topo 8001 8 108 Etanol na alim 100 074 74 Etanol na base 2009 18 24 Etanol na alim 100 074 74