Na análise via diagrama triangular de uma separação
líquido-líquido de um soluto, a temperatura e pressão conhecidas, inicialmente se calcula o ponto de mistura M
para as correntes conhecidas de alimentação e solvente.
Na sequência, considerando-se a linha de amarração que
passa por esse ponto e suas intersecções com a curva
de solubilidade, as composições das fases líquidas em
equilíbrio são calculadas.
Admitindo-se que uma corrente orgânica (30% em massa
do soluto e 70% do diluente original), com vazão mássica
total F kg/s é misturada com um solvente (puro) à vazão
de 0,5 F kg/s, o ponto M tem composição percentual em
massa de soluto, diluente original e solvente dadas, aproximadamente, por

Question

Na análise via diagrama triangular de uma separação
líquido-líquido de um soluto, a temperatura e pressão conhecidas, inicialmente se calcula o ponto de mistura M
para as correntes conhecidas de alimentação e solvente.
Na sequência, considerando-se a linha de amarração que
passa por esse ponto e suas intersecções com a curva
de solubilidade, as composições das fases líquidas em
equilíbrio são calculadas.
Admitindo-se que uma corrente orgânica (30% em massa
do soluto e 70% do diluente original), com vazão mássica
total F kg/s é misturada com um solvente (puro) à vazão
de 0,5 F kg/s, o ponto M tem composição percentual em
massa de soluto, diluente original e solvente dadas, aproximadamente, por Alternativa A: 0,20 ; 0,47 ; 0,33 Ou Alternativa B: 0,2 ; 0,8 ; 0,0 Ou Alternativa C: 0,33 ; 0,2 ; 0,47 Ou Alternativa D: 0,47 ; 0,2 ; 0,33 Ou Alternativa E: 0,8 ; 0,2 ; 0,0

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Alternativa [A] 0,20 ; 0,47 ; 0,33 Para resolver a questão proposta, é necessário entender o conceito de diagrama triangular e como ele é utilizado em processos de separação líquido-líquido. Esse tipo de diagrama ajuda a visualizar as composições das fases em equilíbrio durante uma mistura de substâncias, considerando um soluto, um diluente e um solvente.

A alternativa correta é a Alternativa A: 0,20 ; 0,47 ; 0,33.

Para justificar essa escolha, vamos calcular a composição da mistura ponto M, considerando as informações fornecidas:

Corrente orgânica: 30% de soluto, 70% de diluente original
  Vazão da corrente orgânica: F kg/s
  Solvente: 100% solvente (puro)
  Vazão do solvente: 0,5 F kg/s

Para encontrar a composição percentual em massa no ponto M, calculamos a média ponderada das composições das correntes misturadas. A fórmula para calcular a composição do ponto M é:

M = [(Composição corrente orgânica x Vazão) + (Composição solvente x Vazão solvente)] / Vazão total

Agora, aplicando essa fórmula:

Soluto: (0,30 x F + 0 x 0,5F) / (F + 0,5F) = 0,20
  Diluente: (0,70 x F + 0 x 0,5F) / (F + 0,5F) = 0,47
  Solvente: (0 x F + 1 x 0,5F) / (F + 0,5F) = 0,33

A composição em ponto M é, portanto, 20% soluto, 47% diluente, e 33% solvente, o que corresponde à Alternativa A.

Análise das alternativas incorretas:

Alternativa B: 0,2 ; 0,8 ; 0,0. Essa opção ignora a contribuição do solvente na mistura final, o que não corresponde ao cálculo correto.
  Alternativa C: 0,33 ; 0,2 ; 0,47. Inverte os valores esperados, não respeitando a composição original da corrente e do solvente.
  Alternativa D: 0,47 ; 0,2 ; 0,33. Troca as composições de diluente e soluto, o que não é correto.
  Alternativa E: 0,8 ; 0,2 ; 0,0. Essa opção está completamente equivocada, uma vez que ignora a presença do solvente na mistura.

Essas análises mostram como é crucial entender o diagrama triangular e o cálculo de composições em equilíbrio para resolver questões desse tipo.

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