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% massa.

Mensagem por Gui.cresser em Seg Set 08 2014, 00:30

O ácido residual de um processo industrial contém 20% de ácido sulfúrico, 10% de ácido nítrico, 5% de ácido clorídrico e 65% de
água, em massa. Com o objetivo de ser reutilizado no processo, essa mistura deve ser processada até conter 27,4% de ácido
sulfúrico, 21,9% de ácido nítrico e 7,5% de ácido clorídrico, empregando-se os respectivos ácidos concentrados que contêm
92% de H2SO4, 87% de HNO3 e 35% de HC, em massa. As massas dos ácidos concentrados necessárias para obter 1.000 kg
da mistura desejada são:

R: 200 kg de H2SO4, 200 kg de HNO3, 150 kg de HC e 450 kg de ácido residual.

Não consegui fazer o balanço de massa chegar nesses valores, gostaria de uma explicação se possível do porque dessa resposta, sei que essa questão é meia básica quando vista do ponto Estequiométrico porém gostaria de uma explicação mais voltada para o balanço matéria, como entradas e saídas de sistema.

Desde já agradeço!

Gui.cresser
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Re: % massa.

Mensagem por Gabrielicm em Sex Fev 06 2015, 23:15

Desejamos obter 1000Kg de uma mistura, onde ela deve encerrar 92% de H2SO4, 87% de HNO3 e 35% de HCl.
Para isso, dispomos de um acido residual, e alguns ácidos concentrados.


Assim podemos escrever:


m Ac Residual + m Solucao de H2SO4 + m Solucao de HNO3 + m Solucao HCl = 1000Kg


E ai como desejo que a solucao final tenha 27,4% em massa de H2SO4, podemos dizer que em 1000 Kg desta solução produzida, teremos 274Kg deste acido. Assim:


20% x m ac Residual + 92% x m Sol H2SO4 = 274Kg


Utilizando o mesmo raciocinio para os demais ácidos, podemos escrever:


10% x m ac Residual + 87% x m Sol HNO3 = 219Kg


5% x m Ac Residual + 35% x m Sol HCl = 75Kg


Então chegamos a um sistema com quatro incógnitas e quatro equações, entao podemos resolver matematicamente. 


m Ac Residual + m Sol H2SO4 + m Sol HNO3 + m Sol HCl = 1000Kg


E ai podemos reescrever esta equação de cima em função apenas da massa do acido residual. 


Assim, temos: 


m Ac res + (274/0,92 - 0,2 m Ac res/0,92) + (219/0,87 - 0,1 m Ac res/0,87) + (75/0,35 - 0,05 m Ac res/0,35) = 1000Kg


Resolvendo as contas, chegamos: m do Acido Residual igual a 449,9Kg ou 450Kg.


Agora fica fácil determinar a massa das outras soluções:


20% x m ac Residual + 92% x m Sol H2SO4 = 274Kg 



20/100 x 450 + 92/100 x m Sol H2SO4 = 274Kg


m Sol H2SO4 = 200Kg


10% x m ac Residual + 87% x m Sol HNO3 = 219Kg


10/100 x 450 + 87/100 x m Sol HNO3 = 219Kg


m Sol HNO3 = 200Kg




5% x m Ac Residual + 35% x m Sol HCl = 75Kg


5/100 x 450 + 35/100 m Sol HCl = 75Kg


m Sol HCl = 150Kg


Espero ter ajudado!


Abs.

Gabrielicm
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