Questões de Concurso Sobre operações unitárias em engenharia química e química industrial

Qual é o objetivo principal das colunas de absorção nas operações unitárias da Engenharia Química?

No contexto das operações unitárias em Engenharia Química, qual das opções a seguir é um exemplo de separação por difusão?

Em muitos processos industriais, a mistura de substâncias é fundamental. Já a separação de misturas é um processo físico amplamente utilizado nos mais diversos segmentos, como a indústria farmacêutica, petroquímica, alimentícia entre outras. Existem diversos processos que podem ser empregados tanto em misturas homogêneas quanto em misturas heterogêneas. Quanto a esses processos, assinale a alternativa INCORRETA.

Os processos químicos são classificados de acordo com o procedimento de entrada e saída de matéria do volume de controle e a dependência ou não de variáveis de processo com o tempo. No primeiro caso, os processos podem ser classificados como batelada, contínuos ou semicontínuos. Quanto à classificação dos processos químicos, analise as assertivas abaixo e assinale V, se verdadeiras, ou F, se falsas.

( ) Os processos semicontínuos ocorrem em um regime transiente, pois não há alteração das suas variáveis ao longo do processo.
( ) Os processos contínuos podem ocorrer tanto em regime permanente quanto transiente.
( ) Nos processos estacionários, a temperatura e a pressão são constantes, porém as demais variáveis se alteram com o passar do tempo.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é: 

Existem três mecanismos básicos e diferentes de transmissão de energia, tanto interna quanto externamente, para dado material: condução, convecção e radiação. Sobre esses mecanismos, analise as assertivas abaixo e assinale V, se verdadeiras, ou F, se falsas.

( ) A Lei de Fourrier é a equação da taxa de transferência de calor por condução.
( ) A advecção é o transporte energético devido ao movimento global do fluido.
( ) A constante de Stefan-Boltzmann é definida como σ = 5,67 x 10^-8 W/m².K⁴ .

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é: 

Como é sabido, a principal função dos reatores químicos é acelerar as reações entre as substâncias. Eles podem ser divididos em reatores contínuos ou de batelada, homogêneos ou heterogêneos. Com base em seus conhecimentos sobre os reatores, assinale a alternativa INCORRETA.

As operações unitárias são utilizadas em processos separativos que dependem apenas das diferenças das propriedades físicas e não do comportamento químico. Eles podem se basear na composição das fases em equilíbrio ou sobre a diferença na taxa de transferência de massa dos constituintes da mistura. Em relação às operações de transferência de massa, analise as assertivas abaixo e assinale V, se verdadeiras, ou F, se falsas.

( ) A destilação fracionada se baseia na diferença de volatilidade.
( ) A dessorção envolve a transferência de um componente solúvel de uma fase gasosa para um absorvente líquido volátil.
( ) Em uma extração líquido-líquido, o refinado é a mistura formada pelo solvente.
( ) A extração sólido-líquido também é chamada de lixiviação.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

Os trocadores de calor são equipamentos muito utilizados quando há necessidade de troca térmica entre fluidos. Eles são classificados quanto ao modo de troca de calor, quanto ao número de fluidos, quanto ao seu padrão construtivo, entre outros. Sobre o assunto, assinale a alternativa correta.

A destilação é uma operação unitária de processos de transferência de massa e de calor simultâneos e que se destina a recuperar o composto mais volátil na parte superior da coluna. Algumas colunas de destilação têm, em seu interior, pratos ou bandejas, ocorrendo um equilíbrio líquido-vapor em cada unidade, conforme diagrama a seguir. Deseja-se recuperar o benzeno de uma mistura que contém 70% de benzeno e 30% de tolueno em mols, para tanto, utilizou-se um tanque flash (tanque de destilação). O processo acontece sob pressão constante e com temperatura de 90ºC. Qual é a porcentagem aproximada de benzeno recuperada?



Fonte: MCCABE, W.; SMITH, J.C.; HARRIOTT, P. Unit Operations of Chemical Engineering. McGraw-Hill UK. 2001.

Com relação a operações e processos unitários fundamentais para o tratamento de água, assinale a opção correta. 

Considerando que, em um laboratório de análise de águas, se utilize método titrimétrico com ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) para a determinação da dureza total da água, assinale a opção que apresenta o indicador específico a ser utilizado no caso em tela para detectar o ponto final da titulação. 

A dureza da água é uma medida da concentração total de íons de cálcio e magnésio nela dissolvidos. Esses minerais são responsáveis pela característica da água dura, como a formação de depósitos de calcário em tubulações. Acerca desse assunto, assinale a opção que corresponde ao princípio básico dos sistemas de troca iônica usados para abrandar a água em sistemas de tratamento. 

Demanda química de oxigênio (DQO) é um parâmetro de monitoramento da qualidade da água, sendo empregado como medida de oxigênio equivalente ao necessário para oxidar a matéria orgânica usando um agente químico oxidante. Com base nos princípios gerais associados às metodologias oficiais de determinação de DQO (Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, Normativa SABESP NTS 004), assinale a alternativa correta.

Sobre as tecnologias comumente empregadas em sistemas de tratamento de esgoto, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:

( ) Os reatores biológicos do tipo biodisco consistem em um sistema preenchido por leito poroso inerte que promove o contato do efluente a ser tratado com os microrganismos na presença de ar borbulhado. Nesse sistema, o leito poroso facilita o contato do efluente com o oxigênio e os microrganismos e, ainda, atua como um filtro, retendo os microrganismos, permitindo a permeação da água tratada.

( ) Lagoas facultativas são lagoas de grande área superficial e elevada profundidade, equipadas com sistema de aeração mecânica, de maneira a permitir processos de degradação da carga orgânica na superfície (por digestão aeróbia) e no fundo (por mecanismos anaeróbios).

( ) Lagoas de maturação são lagoas de áreas superficiais elevadas e de baixa profundidade, tendo por finalidade a remoção de organismos patogênicos do efluente previamente tratado em outros tipos de sistemas.

( ) Biorreatores com membranas (MBR) consistem em reatores aeróbios de alta taxa de aeração, nos quais o lodo é separado da água tratada por meio de membranas de nanofiltração. O MBR pode ser configurado com o sistema de membranas instalado internamente ao reator aeróbio (membrana submersa), ou externamente ao reator aeróbio.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

Acerca das tecnologias de tratamento de efluentes industriais envolvendo processos oxidativos avançados, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:

( ) Os processos oxidativos avançados são baseados em reações entre a carga orgânica a ser degradada e radicais livres oxidantes, tais como os radicais hidroxila (HO●) e hidroperoxila (HO2●).

( ) O principal mecanismo de geração de radicais hidroxila (HO●) do processo Fenton consiste na reação inicial entre peróxido de hidrogênio (H2O2) e íons férricos (Fe+3).

( ) A fotocatálise consiste em uma reação oxidativa heterogênea, na qual ocorre a fotoexcitação da superfície de óxidos alcalinos terrosos mediante radiação UV, gerando vacâncias nas bandas de valência de cátions. Essas vacâncias induzem a formação de radicais livres em contato com a água e/ou oxigênio dissolvido.

( ) A presença de íons cloretos, carbonatos e sulfitos pode atuar como agente sequestrante dos radicais oxidantes, reduzindo a eficiência do processo.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

Em atendimento às legislações ambientais nacional e estadual vigentes, as indústrias devem tratar seus efluentes líquidos, processar e dispor os resíduos sólidos adequadamente e controlar as suas emissões gasosas. Nesse contexto, considere as afirmações a seguir.

I - As tecnologias que podem ser empregadas para minimizar riscos associados à mobilidade de resíduos sólidos perigosos, quando dispostos no meio ambiente, são: incineração, estabilização, destilação, solidificação e encapsulamento.

II - Os processos oxidativos avançados são processos baseados na geração de íons hidroxila altamente reativos, em decorrência do seu elevado potencial de oxidação.

III - Os sólidos suspensos coloidais podem ser removidos através dos processos de coagulação, floculação e sedimentação.

IV - As emissões atmosféricas contidas em um efluente gasoso são controladas por equipamentos específicos e, no caso da presença de material particulado, dependendo da sua granulometria, podem ser usados equipamentos como ciclone, filtro, precipitador eletrostático ou câmara de sedimentação.

Estão corretas as afirmações

Sedimentadores são equipamentos empregados na concentração de suspensões sólido-líquido. Considerando uma suspensão onde a densidade do sólido é maior que a densidade do líquido, para aumentar a eficiência global de coleta do sedimentador, deve-se

I - aumentar a densidade do líquido que constitui a suspensão;

II - diminuir a temperatura da suspensão;

III - adicionar chicanas no interior do sedimentador;

IV - aumentar a concentração da suspensão;

V - diminuir a vazão da suspensão alimentada ao sedimentador.

É(São) correta(s) APENAS a(s) afirmativa(s)

Uma operação de filtração sob vazão constante durou 20 minutos em um filtro folhas e após atingida uma certa pressão, continuou a separar o sólido do filtrado, mantendo a operação com pressão constante. Ao final do processo, verificou-se que o volume de filtrado na etapa com vazão constante foi metade do volume total de filtrado dos dois processos. Assumindo que a torta é incompressível e a resistência do meio filtrante é desprezível, assinale a alternativa que apresenta o tempo total de filtração, em minutos.

Sobre o processo de adsorção, analise as afirmativas a seguir.

I - O processo de adsorção, tanto gasoso como líquido, é exotérmico.

II - O processo adsortivo é favorecido pela diminuição da pressão no tanque, pois, assim, o adsorbato consegue se ligar com maior facilidade ao sólido, sem que os choques moleculares excessivos causem instabilidade físico-química.

III - A seleção do material adsorvente é feita com base no custo de aquisição, estabilidade mecânica e afinidades químicas.

IV - A dessorção ocorre independentemente do peso molecular do adsorbato, desde que se aplique uma quantidade de energia necessária para uma dada massa de adsorvente saturado.

Estão corretas as afirmativas

“O tratamento preliminar dos efluentes líquidos industriais tem como finalidade a redução de sólidos grosseiros em suspensão.” São processos utilizados nessa etapa, EXCETO: