O dióxido de carbono (CO₂ ) é usado no processo de abrandamento (remoção de íons Ca⁺⁺ e Mg⁺⁺) da água com cal/ barrilha, para uso em caldeiras. A recarbonatação com CO₂ da água tratada neutraliza o excesso de cal, reduzindo a possível precipitação de carbonatos nas tubulações. Esse processo ocorre através das seguintes reações:

CO₂ + Ca(OH)₂  ⭢ CaCO₃ + H₂ O
CaCO₃ + CO₂ + H₂ O ⭢ Ca(HCO₃ ) ₂


Em relação aos reagentes e produtos envolvidos nas reações, considere as afirmativas a seguir.
I – O CO₂ é um óxido ácido. II – O Ca(OH)₂ tem um alto grau de dissociação em água e origina soluções básicas. III – O Ca(HCO₃ ) ₂ é um ácido fraco. IV – A água (H₂ O) é, quimicamente, uma substância anfótera, isto é, pode agir tanto como ácido quanto como base.

Estão corretas APENAS as afirmativas

Uma constante preocupação em plantas industriais é a proteção contra a corrosão de instalações e equipamentos construídos em aço carbono. A corrosão atmosférica, uma forma de corrosão generalizada de grande incidência, ocorre através da condensação da umidade do ar na superfície do material. A reação global que descreve esse processo é dada por:

4 Fe + 3 O₂ + 2 H₂ O ⭢ 2 Fe₂ O₃ . H₂
O Sobre o assunto, considere as afirmações abaixo.

I – O processo ocorre através de um mecanismo eletroquímico, envolvendo tanto reações químicas quanto fluxo de elétrons.
II – O Ferro (Fe), na reação, sofre redução e perde 2 elétrons.
III – O produto formado pela reação é óxido ferroso hidratado.
IV – Esse processo de corrosão também é conhecido como enferrujamento do aço carbono ao ar.

Estão corretas APENAS as afirmações

O gás natural tem sido amplamente utilizado como combustível para a produção de energia. O metano (CH4 ), um gás inodoro e incolor, é um dos seus principais constituintes. A combustão completa do metano é representada pela seguinte equação química:

CH₄ (g) + 2O₂ (g) ⭢ CO₂ (g) + 2H₂ O (l)       ΔH = - 802 kJ/mol

A esse respeito, considere as afirmações.

I – O metano é um hidrocarboneto da família dos alcanos.
II – São liberados 1 mol de CO₂ e 2 moles de H₂ O a partir da queima de 16 g de CH₄ , nas CNTP.
III – A reação pode ser classificada como endotérmica.
IV – O gás natural é também conhecido e comercializado como GLP (Gás Liquefeito de Petróleo).

Estão corretas APENAS as afirmações

O potencial hidrogeniônico (pH) e o potencial hidroxiliônico (pOH) são utilizados para medir, respectivamente, a acidez e a basicidade de soluções. De acordo com o descrito, conclui-se que

Considerando o gráfico da cinética da degradação do tolueno na ausência e presença de benzeno (B) e xileno (X), calcule a taxa máxima de degradação do tolueno em cada um dos experimentos (i), (ii) e (iii).

Cinética de biodegradação do tolueno na ausência e presença de benzeno (B) e xileno (X).

Resposta:

A figura abaixo mostra um esquema de uma termoelétrica que opera segundo um ciclo de Rankine.

O diagrama pressão versus entalpia abaixo representa o ciclo de Rankine, da termoelétrica esquematizada na figura acima. Identifique qual equipamento representa cada trecho do gráfico abaixo.

Resposta:

Um conjunto de placas metálicas é montado conforme mostrado na figura abaixo. Sabe-se que a placa A é de cobre, e as placas B, C e D são de aço inox. Existe uma taxa de geração de energia térmica uniforme e constante na placa C. A resistência de contato entre as placas é desprezível.

Qual dos perfis de temperatura abaixo melhor representa a situação descrita em regime permanente?

Considere uma mistura gasosa, contendo 4 espécies químicas diferentes: A, B, C e D. As velocidades das espécies químicas A, B, C e D são dadas, respectivamente, por:

A velocidade média mássica é definida como: , onde ρ_A, ρ_B, ρ_C e ρ_D são as concentrações mássicas das espécies químicas A, B, C e D, respectivamente.

Com relação ao exposto acima, pode-se afirmar que:

1) O fluxo mássico difusivo da espécie química B é dado por:

2) O fluxo mássico difusivo da espécie química A é dado por:

3) O fluxo mássico difusivo da espécie química C é dado por:

4) O fluxo mássico convectivo da espécie química D é dado por:

5) O fluxo mássico convectivo da espécie química A é dado por:

6) O fluxo mássico convectivo da espécie química D é dado por:

7) O fluxo mássico total da espécie química C é dado por:

8) O fluxo mássico total da espécie química B é dado por:

Resposta:

Um conjunto de placas é mostrado na figura abaixo. A temperatura na superfície externa da placa A (x = 0) é de 50ºC. A superfície interna da placa A (x=10cm) está à temperatura de 60ºC. Determine a temperatura na posição x = 33 cm.

Dados k_A = 400 W/mK, k_B = 200 W/mK, k_C = 120 W/mK, k_D = 270 W/mK

Resposta:

Um trocador de calor de tubos concêntricos é utilizado para elevar a temperatura do ar, empregado em processos de secagem, de 120 para 170ºC. O ar escoa no tubo interno a uma vazão mássica de 2 kg/s, enquanto recebe calor de uma corrente de vapor d’água que escoa no tubo externo a uma vazão de 1 kg/s. O vapor d’água entra no trocador à temperatura de 180ºC. A pressão em ambos os tubos é de 100 kPa. Determinar a temperatura do vapor na saída do trocador.

Tabela 1 – Propriedades Termodinâmicas do vapor d’água a 100kPa

Tabela 2 – Propriedades Termodinâmicas do ar a 100kPa

Resposta:

A difusividade mássica binária através de gases pode ser encontrada tabelada, para algumas temperaturas e pressões. O valor tabelado de D_AB do etanol através do ar, para a temperatura de 25ºC e pressão de 760 mmHg é igual a 0,132 cm²/s. Calcule a difusividade do etanol através do ar, para a temperatura de 25ºC e pressão de 2 atm, utilizando o valor informado acima e a Equação de Chapman-Enskog, dada por:

onde D_AB é dado em cm²/s, P em atm, Ω_D é adimensional e depende da temperatura, M_A e M_B são as massas moleculares das espécies químicas A e B, respectivamente, T é a temperatura em K e σ_AB = (σ_A+ σ_B)/2, sendo que σ_A e σ_B são os parâmetros de Lennard-Jones das espécies químicas A e B, respectivamente. O novo valor da difusividade D_AB obtido é dado por:

A Célula de Arnold é um dispositivo que, de forma simples, permite a medição da difusividade mássica, através da medida da variação de nível do líquido com o tempo. Na figura abaixo, é mostrado um esquema do experimento.

Para o cálculo da difusividade mássica da espécie química (A) no ar (B), utilizando o experimento da Célula de Arnold, em estado pseudoestacionário, indique os ítens abaixo que não são necessários:

1) Temperatura do experimento 2) Pressão do experimento 3) Área de seção reta do tubo 4) Tempo t_f 5) Altura do nível em t = 0 6) Altura do nível em t = t_f 7) Altura total da Célula de Arnold 8) Massa molecular da espécie química (A) 9) Massa específica da espécie química (A), na fase gasosa 10) Massa específica da espécie química (A), na fase líquida 11) Velocidade de escoamento do ar escoando sobre o experimento 12) Pressão de vapor da espécie química (A), na temperatura do experimento
Resposta:

A identificação de substâncias químicas, presentes em amostras sólidas, líquidas, e gasosas, é uma etapa fundamental para a pesquisa, desenvolvimento de produtos e processos. Associe as técnicas analíticas instrumentais com o princípio de funcionamento apresentado na tabela abaixo.

T1 - Cromatografia líquida- HPLC;

T2 - Cromatografia gasosa – CG;

T3 - Espectrômetro de Massas – CGMS.

Resposta:

Um recipiente cilíndrico isolado, de 20 cm de raio, contém 2 kg de ar a 27ºC e pressão de 100 kPa. Uma resistência elétrica de volume desprezível, capaz de fornecer 15 W de potência, é colocada no interior do recipiente. Calcular o tempo de acionamento da resistência para que a pressão do ar atinja 200 kPa. Dados: M_ar = 29kg/kmol, P_atm = 100 kPa, Cv_ar = 0,7 kJ/kg.K, P_crítica = 3800 kPa. Considere a hipótese de gás ideal.

Resposta:

Nos postos de combustíveis, o consumidor está exposto ao vapor de combustíveis onde um dos componentes da mistura é o álcool etílico (etanol). O limite de tolerância máximo permitido pela legislação brasileira (Anexo 11, NR15) é de 780 ppm. Obtenha a concentração equivalente em mg/m³ na temperatura de 25ºC.

Dados: ρ _etanol = 1,88 g/L; Massa molecular _etanol = 46 g/mol; R = 0,082 atm L/ (mol K).

Resposta:

No tratamento de efluente por processos físico-químicos, são utilizados floculantes à base de Al₂(SO₄)₃ ou FeCl₃. A reação que produz a floculação ocorre em meio alcalino, de acordo com as reações descritas abaixo.

a Al₂(SO₄)₃ + b NaOH c Al(OH)₃ + d Na₂SO₄

e FeCl₃ + f NaOH g Fe(OH)₃ + h NaCl

Com relação às reações acima, pode-se afirmar que:

Após um vazamento de gás CO₂, verificou-se que, de um volume de 20 m³ de ar, 5 m³ foram deslocados pelo gás que vazou. Considere as seguintes frações molares dos componentes do ar: 79% de Nitrogênio e 21% de Oxigênio. Qual a nova fração molar de O₂ resultante na atmosfera do local do vazamento?

Determine a pressão absoluta no reservatório onde está instalado o manômetro C ilustrado na figura abaixo. Dados: P_A = 20 psi; P_B = 10 psi; P_C = 12 psi; P_atm = 15 psi.

Resposta:

Na solução de molhagem,

A solução tampão, presente na solução de molhagem, tem a função de