Beira, 19 de Março de 2015

Disciplina:REACTORES QUÍMICOS

UNIVERSIDADE ZAMBEZE

Docente: Engº. Felisberto Lúcio

1. CONCEITOS INTRODUTÓRIOS

Para fazer um balanço mássico em um Sistema, é necessário definir limites físicos ou fectícios para permitir maior simplicidade na região sobre a qual será realizado a análise e estudo. Os sistemas podem ser:

O balanço de massa pode ser: GLOBAL ou INDIVIDUAL/por componente.

Sistema FechadoSistema Aberto

• Fechados – quando não existe fluxo de massa através de suas fronteiras;

• Abertos – quando a massa flui através das superfícies.

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O balanço mássico pode ser Global ou Individual – para cada uma das espécies químicas envolvida. Em todo balanço mássico a primeira tarefa é compreender as origens, destinos e transformações a que estão sujeitas as correntes.

Quanto a sua dinâmica, os balanços mássicos são classificados em dois estados:

2. BALANÇO DE MASSA GLOBAL

(1)

• Estacionário – quando o conteúdo do sistema não apresenta variação ao longo do tempo;

• Transiente – quando o conteúdo do sistema varia ao longo do tempo, quando se verifica algum acúmulo no sistema.

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Tomando como exemplo hipotético o processo de aclcinação do Carbonato de Cálcio pode-se perceber o balanço de massa global e individual, isto é, de cada composto interveniente.

2. BALANÇO DE MASSA GLOBAL – Cont.

Como a reacção ocorre em sistema fechado, o balanço global será:

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3. BALANÇO DE MASSA INDIVIDUAL

O balanço de massa individual para uma espécie química contida em cada uma das correntes que do sistema, assim como a sua variação, as quantidades geradas ou consumidas quando ocorre uma reacção química, escreve-se:

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3. BALANÇO DE MASSA INDIVIDUAL – Cont.

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4. FLUXOS/CORRENTES E SEUS COMPONENTES

Condições: Estado estacionário e processo sem reacção química.

Componentes: A, B, C e D

Expressando as correntes em termos de suas composições, tem-se:

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Balanço global Balanço mássico por componente

As composições dos componentes podem ser calculadas a partir das fórmulas abaixo:

4. FLUXOS/CORRENTES E SEUS COMPONENTES – Cont.

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5. BALANÇO DE MASSA ESTEQUIOMÉTRICO

O balanço de massa estequiométrico consiste em aplicar as relações estequiométricas sobre as massas ou fluxos de massa que participam de processos químicos. Os cálculos em balanços mássicos requerem uma base de cálculo.

Nos casos em que ocorrem reacções químicas a base de cálculo deve ser relacionada ao reagente limite. O reagente limite é aquele que aparece em menor proporção em relação à proporção estequiometricamente requerida.

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5. BALANÇO DE MASSA ESTEQUIOMÉTRICO – Cont.

Nos problemas de balanços estequiométricos éfrequente confundir a composição mássica com a molar. Tomando como exemplo um frasco ermeticamente fechado contendo dois componentes, hidrogénio (H2) e oxigénio (O2) com 8g e 32g, respectivamente.

Para facilitar os cálculos recomenda-se dividir os coeficientes da equação pelo coeficiente do reagente limite:

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