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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
Introdução a Engenharia Química – Prof. Dr. Luiz Fernando de Lima 
Luz Junior 
Lista de Exercícios 2 – Balanço de Massa 
 
1. Duas misturas metanol-água estão contidas em recipientes separados. A 
primeira mistura contém 40,0% em peso de metanol e a segunda contém 70,0% Se 
200g da primeira mistura são combinados com 150 g da segunda, quais são a massa e 
a composição do produto? 
 
2. Num tanque perfeitamente agitado, mostrado na Figura 30, ocorre a mistura de 
correntes de salmoura com vazões de 10 e 17 ft3/min, com concentrações de sal de 12 
e 21 lbm/ft3, respectivamente. Considerando que a mistura ocorre em estado 
estacionário, calcule a concentração (g/L) de sal na corrente de saída, admitindo-se 
densidades constantes e iguais em todas as correntes. 
 
 
3. Extração líquida é uma operação unitária usada para separar os componentes 
de uma mistura líquida (com dois ou mais componentes). No caso mais simples, a 
mistura contém dois componentes: um soluto (A) e um solvente líquido (B). A mistura é 
posta em contato em um recipiente agitado com um segundo solvente líquido (C) que 
tem duas propriedades principais: A se dissolve bem nele, e B é imiscível ou quase 
imiscível nele. Por exemplo, B pode ser água, C um óleo de hidrocarboneto e A uma 
espécie solúvel em água e óleo. Ocorre então transferência de massa de A (presente 
em B) para C. Posteriormente a mistura é separada em duas correntes, devido a 
diferença de densidade, sendo uma corrente rica em B (o refinado) e outra corrente em 
C (o extrato). A ideia é que o soluto migre de B para C, ficando mais concentrado no 
novo solvente (ou extrator). Tal operação pode ser feita em um ou vários estágios até 
que se atinja a concentração desejada de A em C. Abaixo, é mostrado um fluxograma 
de um processo no qual o ácido acético (A) é extraído de uma mistura de ácido acético 
e água (B) com 1-hexanol (C), um líquido imiscível com água. Considerando o exemplo 
de múltiplas unidades apresentado em aula considere agora que o filtro e a secadora 
são uma única unidade de processo. A alimentação inicial contém a mesma 
percentagem de água (75%). Considere que 80,0% da água é removida no final do 
processo, o que faz a massa de lama reduzir em 72,0 kg no total. Calcule mC, mE e mR, 
sendo o valor da vazão da mistura dada. 
 
 
4. Morangos contêm cerca de 15% em massa de sólidos e 85% em massa de água. 
Para fazer geleia de morango, morangos triturados e açúcar são misturados em uma 
proporção de massa de 45/55, e a mistura é aquecida para evaporar a água até que o 
resíduo contenha um terço (1/3) de água por massa total de geleia. 
 
a) Desenhe e identifique um fluxograma desse processo. 
b) Calcule quantos quilos de morangos são necessários para fazer meio quilo de 
geleia. 
 
5. Uma mistura líquida de benzeno (58,20%), tolueno (20,40%) e xileno (21,40%) 
é carga de um processo de destilação. A recuperação de benzeno no destilado deve 
ser de 98,0% e a de xileno no resíduo deve ser de 95,0%. A fração mássica de benzeno 
no destilado (líquido) deve ser de 90,0%. Calcule a composição mássica do destilado e 
do resíduo. 
 
6. Uma mistura líquida contendo 30,0% em mols de benzeno (B), 25,0% em mols 
de tolueno (T) e o restante xileno (X) é alimentada a uma coluna de destilação. O produto 
de fundo contém 98,0% molar de X e nenhum B. 96,0% do X na alimentação é 
recuperado neste fluxo. O produto de topo é então alimentado em uma segunda coluna 
de destilação. O produto de topo da segunda coluna contém 97,0% do B alimentado na 
segunda coluna. Sendo a composição desse fluxo de saída de 94,0% molar B e o 
restante de T. 
 
a) Desenhe e rotule um fluxograma deste processo. 
b) Calcule (i) a porcentagem de benzeno na alimentação do processo (ou seja, a 
alimentação para a primeira coluna) que emerge no produto de cabeça e vai para a 
segunda coluna e (ii) a porcentagem de tolueno na alimentação do processo que 
emerge no produto inferior da segunda coluna.