Proponha um processo sustentável para separar etanol e água a partir de uma mistura azeotrópica (95 % v/v…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Proponha um processo sustentável para separar etanol e água a partir de uma mistura azeotrópica (95 % v/v etanol). No plano inclua: balanço de massa, balanço energético qualitativo, método para superar o azeótropo e por que a solução é mais sustentável que destilação simples.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
realizar destilação fracionada até aproximação ao azeótropo (˜95 %), seguido de secagem por peneiras moleculares (zeólita) para remover água residual; balanço de massa: conservar total de massa, definir correntes de alimentação e produtos; balanço energético: reboiler fornece calor de vaporização, condensador retira calor latente; integrar trocadores de calor entre correntes para recuperar energia e reduzir demanda; peneiras moleculares exigem menor energia que destilação entrópica adicional (ex.: extração com entrainers), portanto combinação reduz consumo energético e emissões, favorecendo sustentabilidade.
Explicação
1) Identificar composição inicial e correntes; 2) aplicar balanço de massa para frações de produto; 3) estimar calor de vaporização para reboiler; 4) selecionar peneira molecular para secagem; 5) propor trocador de calor e reciclo de condensado para reduzir consumo.
Raio-X da questão
separação de misturas
avaliacao
separação de misturas · azeotropo
Revisar métodos de separação de misturas e princípios de sustentabilidade.
O aluno pode sugerir a destilação simples como método de separação, sem considerar a formação do azeótropo e suas implicações na eficiência do processo.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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