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Escola Politécnica – Campus Curitiba 
 Engenharia Química 
 Profª: Fulvy Antonella Venturi Pereira 
 Operações Unitárias IV 
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Lista 01 de Exercícios - Absorção 
 
 
Exemplo 01 – Um grande tanque cheio de uma mistura de metano e ar é ligado a um segundo 
tanque, cheio da mesma mistura, porém com composição diferente. Os dois tanques estão sob 
pressão de 100 kN/m² e a 0 ºC. A ligação entre os dois tanques é feita por meio de um tubo de 
2 mm de diâmetro interno e com 150 mm de comprimento. Calcular a taxa de transporte do metano, 
através do tubo, quando a composição molar do metano em um dos tanques é de 90,0% e no outro 
é de 5,0%. Admitir que o transporte entre os tanques ocorra apenas por meio da difusão molecular. 
Dados: Dmetano no ar a 0 ºC e 100 kN/m² é 1,57 x 10-5 m²/s 
 
Questão 01 – Iodo líquido foi colocado em um vaso (como apresentado pela Figura 1) até o nível 
y=1. O ar circula sobre o vaso e está parado no interior do recipiente, onde existe difusão apenas 
do iodo. 
 
a) Determine uma expressão para o fluxo molar de iodo por área de escoamento, chamando de 
pa1 a pressão parcial do iodo em y=1 e pa2 a pressão parcial do iodo em y=2. Supõe-se que em 
y=2 a concentração de iodo seja nula. 
 
Se o comprimento do vaso onde ocorre a difusão for de 7,5 cm e o diâmetro for de 0,15 cm, calcule 
a vazão molar (mol/s) de iodo se a temperatura for de 85 ºC e a pressão de 760 mmHg. A pressão 
parcial do iodo é de 20 torr. A difusividade nestas condições é de 0,12 cm²/s. R= 82,05 atm. 
cm³/(mol.K). Resposta: 5,57 x 10-10 mol/s. 
 
Figura 1 – Representação do problema. 
 
Questão 02 – Um tanque cilíndrico aberto está cheio de metanol puro, até uma altura a 2 ft do topo. 
As medidas do tanque são apresentadas na Figura 1. O ar dentro do tanque está estacionário, mas 
a circulação do ar, na região vizinha da boca do tanque, é suficiente para garantir que a 
y=1
y=2
AR
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concentração do metanol neste ponto seja desprezível. O tanque e o ar estão a 77 ºF e 1 atm. O 
coeficiente de difusão do metanol no ar nestas condições é 0,62 ft²/h (0,16 cm²/s). A concentração 
de metanol no ar (na superfície do líquido), é determinada pela pressão de vapor do metanol a 77 
ºF, que é 135 mmHg. Calcular a taxa de perda de metanol do tanque (mol/s), no estado 
estacionário. 
Resposta: 5,51 x 10-4 mol/s. 
 
 Figura 2 – Representação do problema. 
 
Questão 03 – O gás amônia deve ser removido de uma mistura por lavagem com água a 30 ºC e 
1 atm. A fração molar de amônia no gás alimentado é igual a 0,2 e o gás inerte é o ar. O fluxo total 
do gás de entrada é de 20 lbmol/(h.ft²). Deseja-se remover 95% da amônia presente no gás pela 
lavagem com 50 lbmol/(h. ft²) de água pura. Determine a equação da linha de operação e determine 
o número de pratos teóricos necessários. Resposta: y=3,125x+0,0124, 3 pratos. 
 
METANOL
AR 
ESTACIONÁRIO Nível do 
líquido
6 ft
2 ft
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0 0,025 0,05 0,075 0,1 0,125 0,15
FR
AÇ
ÃO
 M
OL
AR
 D
E A
M
ÔN
IA
 N
O 
GÁ
S -
Y N
H3
FRAÇÃO MOLAR DE AMÔNIA NO LÍQUIDO - XNH3
Curva de equilíbrio - Amônia
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Questão 04 – Uma mistura gasosa de etanol e CO2 com vazão total de 180,0 kmol/h e composição 
molar de etanol de 2,0%, está a 30 ºC e 110 kPa. Pretende-se recuperar 97% do etanol presente 
na mistura por meio de absorção com água pura (30 ºC e 110 kPa). Determine a vazão mínima de 
água para esta operação e número de estágio para (Ls)op= 1,5.(Ls)mín. 
Resposta: (Ls)mín=97,46 kmol/h; 7 estágios. 
 
 
 
Questão 05 – Uma corrente de gás amônia e inerte deixa um reator com 20% de amônia em 
composição molar. A vazão total de 100 lbmol/h é enviada a uma torre de absorção a 30 ºC e 
1 atm, onde a água contendo amônia com fração molar de 0,005 é o líquido de lavagem. Deseja-se 
reduzir o gás para uma fração molar de 0,02 de amônia na saída gasosa. Qual a vazão de líquido 
(L2) necessária para a operação da coluna de absorção descrita? Resposta: L2= 326 lbmol/h 
 
Questão 06 – Nicotina em solução aquosa deve ser esgotada (stripping) com gás óleo leve de 
petróleo a 68 ºF. A solução de entrada (L2) tem vazão de 100 lb/h, a fração mássica de nicotina (x2) 
nesta corrente é igual a 0,015. A vazão de entrada do gás óleo (G1)é de 200 lb/h com fração mássica 
de nicotina (y1) igual a 0,0005. Deseja-se remover 90% da nicotina presente na solução aquosa de 
alimentação (L2). Determine a linha de operação e trace o número de pratos teóricos. A água e os 
solventes de óleo leve são essencialmente insolúveis. Resposta:y= 0,49x-2,52 x 10-4 ; 4 pratos. 
0
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
0 0,01 0,02 0,03 0,04
RA
ZÃ
O 
M
OL
AR
 D
E E
TA
NO
L N
O 
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Y E
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L
RAZÃO MOLAR DE ETANOL NO LÍQUIDO- XETANOL
Curva de equilíbrio 
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Questão 07 – A corrente de ar que passa por um sistema de ventilação industrial a 755 mmHg 
possui 4% de amônia em volume. Pretende-se recuperar a amônia por lavagem em contra-corrente 
com água a 28 °C em uma torre recheada, empregando-se 4% de água a mais do que a quantidade 
mínima necessária para obter 99,5% de recuperação de amônia inicialmente presente no gás. 
Calcular a vazão de água (m³/h) a ser empregada, para uma vazão de gás igual a 200 kmol/h e sem 
o auxílio do gráfico. Com o auxílio do gráfico determine o número de pratos teóricos necessários 
para este processo. 
Sabe-se que o equilíbrio do sistema, para as condições especificadas pode ser representado pela 
equação: y=1,154.x 
Resposta: 11 pratos, x1=0,026; x2=0; y1=0,04; y2=2,08 x 10-4
 
 
0
0,002
0,004
0,006
0,008
0,01
0,012
0,014
0,016
0,018
0,02
0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025FR
AÇ
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FRAÇÃO EM MASSA DE NICOTINA NA ÁGUA - XNICOTINA
Curva de equilíbrio 
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 Questão 08 – Um óleo não-volátil, de massa molecular 300 u.m.a, contendo 2,54% em mols de 
propano, deve ser submetido a um stripping com vapor de água, a 20 psi e 280 °F, em uma coluna 
de pratos aquecida internamente de modo a ser realizada uma operação essencialmente isotérmica. 
A coluna será alimentada com quatro mol de vapor para cada mol de óleo purificado. Calcular a 
composição do gás de saída para reduzir o teor de propano no óleo a 0,05% molar. 
Resposta: y2= 6,34 x 10-3
 
 
 
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05
FR
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FRAÇÃO MOLAR DE AMÔNIA NO LÍQUIDO - XNH3