Ano 2009#ciencias-natureza

Sobre o tema

A destilação fracionada é um processo de separação de misturas homogêneas baseado nas diferenças de pontos de ebulição dos componentes. No caso da produção de etanol combustível, a mistura etanol-água é aquecida; como o etanol tem ponto de ebulição (78,3 °C) menor que o da água (100 °C), ele vaporiza primeiro e é condensado, enriquecendo o destilado. No entanto, a mistura etanol-água forma um azeótropo a 96% em massa de etanol, impedindo a obtenção de etanol puro por destilação simples. O problema envolve balanço de massa: a massa total e a massa de etanol se conservam. A partir dos dados fornecidos, é possível calcular a concentração de etanol no resíduo, aplicando o princípio da conservação da massa. Questões como essa são comuns em vestibulares e no ENEM, exigindo raciocínio quantitativo e compreensão de processos industriais.

Tópicos relacionados

Destilação fracionada e azeótropo
Balanço de massa em processos
Concentração em massa
Produção de etanol combustível
Separação de misturas homogêneas

Enunciado

O álcool hidratado utilizado como combustível veicular é obtido por meio da destilação fracionada de soluções aquosas geradas a partir da fermentação de biomassa. Durante a destilação, o teor de etanol da mistura é aumentado, até o limite de 96% em massa.

Considere que, em uma usina de produção de etanol, 800 kg de uma mistura etanol/água com concentração 20% em massa de etanol foram destilados, sendo obtidos 100 kg de álcool hidratado 96% em massa de etanol. A partir desses dados, é correto concluir que a destilação em questão gerou um resíduo com uma concentração de etanol em massa

Alternativas

A)
De 0%.
B)
De 8,0%.
C)
Entre 8,4% e 8,6%.
D)
Entre 9,0% e 9,2%.
E)
Entre 13% e 14%.

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Perguntas frequentes

O que é um azeótropo e como ele afeta a destilação do etanol?

Um azeótropo é uma mistura de dois ou mais líquidos cuja composição não se altera por destilação simples. No caso etanol-água, o azeótropo ocorre a 96% de etanol em massa, impedindo a obtenção de etanol puro apenas por destilação.

Como se calcula a concentração em massa de uma mistura?

A concentração em massa é a razão entre a massa do soluto e a massa total da mistura, multiplicada por 100% para expressar em porcentagem.

Qual a importância do balanço de massa em processos industriais?

O balanço de massa permite quantificar entradas, saídas e acúmulo de materiais em um processo, sendo fundamental para dimensionamento, eficiência e controle de qualidade.