Questões de Concurso sobre Balanço de Massa e Energia

Acerca das formas de expressão da concentração de soluções, julgue os itens que se seguem.

I A concentração em quantidade de matéria é utilizada sempre que se pretende expressar concentrações independentes da temperatura, pois ela é expressa em função da massa (e não do volume) do solvente. A concentração em quantidade de matéria de uma solução é definida como a razão entre a quantidade de matéria do soluto e a massa do solvente.

II A fração em massa, que é a forma de expressar a concentração de um soluto em uma solução, é definida como a razão entre a massa do soluto e a massa da solução.

III A fração em massa e a fração em volume são grandezas adimensionais, ou seja, não possuem unidade de medida, e variam entre zero e um.

Assinale a opção correta.

Em ambientes expostos a plumas de particulados, como o entorno de usinas termelétricas a carvão, é usual que a concentração de partículas totais em suspensão (PTS) seja realizada através de amostradores ativos para grandes volumes (Hi-Vol). O operador de um desses medidores inicialmente realizou a medida do peso do material filtrante limpo (antes de colocar no Hi-Vol) chegando a 15,0 gramas. Colocou o medidor em funcionamento, e verificou que a vazão inicial de passagem do ar era de 105m³/h. Após decorrer 24 horas, observou que a vazão final de passagem do ar era de 95m3/h. Imediatamente, desligou o medidor e efetuou a pesagem do material filtrante chegando a 15,96 gramas.

Considerando uma vazão média de passagem do ar, a concentração de partículas totais em suspensão do ar, em µg/m³ , é de

De forma simplificada podemos considerar uma usina termelétrica a carvão mineral como um processo incluindo três equipamentos principais, uma caldeira, uma turbina e um alternador. Como resultado são geradas emissões de particulados e óxidos de carbono, nitrogênio e enxofre.

O dispositivo de controle bastante utilizado para reduzir a emissão do dióxido de enxofre (resultante da combustão do carvão), que usa em seu processo a injeção de reagentes básicos, é o(a)

Avalie as proposições abaixo considerando a equação balanceada apresentada abaixo, sendo que a, b, c, d, e, f e g são os coeficientes estequiométricos:

a K₄Fe(CN)₆ + b H₂SO₄ + c H₂O = d K₂SO₄ + e FeSO₄ + f (NH₄)₂SO₄ + g CO

I.O valor de a + f é 4.

II.O valor de b + d é 8.

III.O valor de e + g é 4.

Assinale a alternativa correta:

Para preparar uma solução 0,1M de HCl com concentração de 0,1 a partir de uma solução de HCl a 1M, retirou-se uma alíquota de 200mL da solução original e diluiu-a até completar 1L. Em seguida, retirou-se da solução intermediária uma alíquota de 200mL que foi diluída até perfazer a solução na concentração desejada.

A quantidade de água que foi adicionada, em mL, à última alíquota foi de

O crômio (III) reage lentamente com o EDTA, sendo por isso determinado recorrendo a uma titulação de retorno. Uma preparação farmacêutica contendo crômio (III) foi analisada por tratamento de 3,15 g de amostra com 7,00 mL de 0,0247 M de EDTA. A quantidade de EDTA que não reagiu foi titulada com 2,51mL de solução de zinco 0,0271 M. Qual a percentagem de crômio na preparação farmacêutica?

Em plantas de ácido sulfúrico, geralmente se produz ácido em determinado grau e a partir dessa composição o ácido é diluído para produzir concentrações diferentes para comercialização. Uma planta de ácido sulfúrico produz como composição primária, ácido sulfúrico a 85% (em mol). Em um tanque de mistura, deve-se produzir ácido sulfúrico a 20% (em mol). Para diluir o ácido sulfúrico concentrado, a fábrica utiliza água vinda de uma torre de lavagem dos gases do reator que possui uma concentração de 5% (em mol) de H₂SO₄. Qual é a vazão mássica (em kg/h) das duas correntes de entrada necessárias para produzir 100 kg/h de H₂SO₄ a 20% (em mol).

Dados: Peso molecular H₂SO₄ = 98 g/mol e Peso molecular H₂O = 18 g/mol

O engenheiro químico de uma determinada prefeitura precisa elaborar um parecer técnico e, portanto, necessita calcular a vazão volumétrica de um determinado fluido em escoamento em uma tubulação de um ponto A até um ponto B, sendo Q = 5 m³ ∙s^-1. Sobre esse tema, analise as seguintes afirmações com base nos seguintes dados: ρ_água = 1000 kg∙m³ , ρ_etanol = 789 kg∙m³ .

1. A vazão mássica da água a 20°C nesse escoamento é igual a 5,0∙10² kg∙s^-1 .

2. A vazão mássica do etanol a 20°C nesse escoamento é igual a 3,9∙10³ kg∙s^-1 .

3. A água a 20°C possui massa específica maior que a do etanol a 20°C, logo a vazão será menor que a do etanol, pois são grandezas inversamente proporcionais.

4. A vazão volumétrica da água a 20°C nessa tubulação é maior que a vazão volumétrica do etanol a 20°C na mesma tubulação se considerarmos área igual a 1 m² .

5. A vazão do etanol a 20°C será menor que a vazão da água na mesma temperatura, pois a massa específica da água é maior que a do etanol.

O resultado da somatória dos números correspondentes às afirmações corretas é:

A combustão de compostos orgânicos é o processo de queima de substancias orgânicas, como madeira, carvão, óleo ou gás, em presença de oxigênio. Durante este processo, as moléculas orgânicas reagem com o oxigênio para produzir dióxido de carbono (CO2) e vapor d'água, liberando energia térmica e luminosa. A combustão de compostos orgânicos é amplamente utilizada como fonte de energia em indústrias, transporte, residências, entre outras aplicações. No entanto, a liberação de gases poluentes durante a combustão pode prejudicar a qualidade do ar e contribuir para o aquecimento global. Com base nestas informações, assinale a alternativa que contém a massa de água gerada na combustão completa de 5 mols de C₃H₈:

O cromo hexavalente presente em banhos de galvanoplstia é um composto de descarte crítico, uma vez que tem ação cancerígena via inalação. Uma possibilidade do seu descarte é a conversão do cromo hexavalente (H₂CrO₄), em cromo trivalente (Cr₂(SO₄)₃). A reação pode ser feita entre o cromo hexavalente, o bissulfito de sódio (NaHSO₃) e ácido sulfúrico (H₂SO₄), produzindo cromo trivalente, sulfato de sódio (Na₂SO₄) e água. Assinale a alternativa que apresenta a massa de bissulfito de sódio necessária para neutralizar um mol de H₂CrO₄:

Massa molar: Cr=52 g.mol^-1 ; Na= 23 g.mol^-1; S= 32 g.mol^-1.

A espectrometria de massas é uma técnica analítica para detectar e identificar moléculas de interesse por meio da medição da sua massa e da caracterização de sua estrutura química. Para fazer isso, o espectrômetro transmite uma carga elétrica às moléculas do analito e converte o fluxo resultante de íons carregados eletricamente em uma corrente elétrica proporcional que então é lida por um sistema de dados. O sistema de dados converte a corrente em informações digitais, exibindo-as como um espectro de massas.

Com relação à espectrometria de massas, é correto afirmar que:

Após a realização da caracterização química do efluente, a concentração de Zn²⁺ encontrada foi de 654 mg.L^-1.

Dados:

• Concentração de Zn²⁺ no efluente da ETE: 654 mg.L^-1

• Massa molar do zinco: 65,4 g.mol^-1

• Massa molar do oxigênio: 16,0 g.mol^-1

• Volume diário de efluente recolhido na ET.E: 1000 L

• Dias trabalhados no mês: 20

Com base nas informações apresentadas, pode-se dizer que a massa de óxido de zinco, em quilogramas, acumulada na ETE em um mês de trabalho é

A existência de duas Amazônias é surpreendente para muitos, mas o Brasil, na verdade, tem duas. A primeira, conhecida por todos, é a Amazônia de floresta, enquanto a outra é conhecida como Amazônia Azul, que foi batizada pelo governo como a porção submersa da costa brasileira. Com 4,4 milhões de km² de água salgada, a Amazônia Azul tem grande importância econômica. Contudo, é vigiada apenas por 5 submarinos. Para mudar isso, a Marinha planeja até 204 7 ter 26 submarinos patrulhando nossa costa. Além disso, há a expectativa de construir o primeiro submarino brasileiro movido a propulsão nuclear em 2023, dando ao Brasil acesso à tecnologia nuclear restrita a poucos países.

Adaptado de: http://revlstagallleu.globo.com/Revista/Common/0,.ERT275468- 17773.00.html

A tecnologia de propulsão nuclear é baseada na fissão dos núcleos atômicos para gerar eletricidade. Quando os núcleos se dividem, eles perdem massa e essa perda se converte em energia, qual lei química é violada durante esses processos?

Um componente do combustível diesel é o hidrocarboneto C₁₁H₂₄, com densidade 0,790gmL^-1. Que volume aproximado de CO₂ (medido a 25°C e 100kPa) é produzido a partir da combustão completa de 2,00L de C₁₂H₂₄, 1 em oxigênio excessivo?

A gasolina é uma mistura de vários hidrocarbonetos, que, na média típica, pode ser representada por C₈H₁₈. Assim, a estequiometria da combustão completa da gasolina é definida na equação:

__ C₈H₁₈ + __ O₂ + __ N₂ → __ CO₂ + __ H₂O + __ N₂

Estabeleça os coeficientes estequiométricos da reação de combustão completa, considerando que o ar atmosférico possui 21% de oxigênio e 79% de nitrogênio. A seguir, assinale a alternativa INCORRETA.

As fontes de energia podem ser classificadas como primária e secundária. Sobre o asunto, analise as assertivas abaixo e assinale P, se primárias, ou S, se secundárias.

( ) Carvão mineral.

( ) Petróleo.

( ) Gasolina.

( ) Eletricidade.

( ) Biomassa.

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

Um calorímetro de combustão acoplado à análise cromatográfica permite estimar a composição de saída dos gases. No calorímetro ocorre combustão total formando H₂O e CO₂ segundo a estequiometria.

C_xH_y +(x + $\frac{y}{4}$) O₂ → x CO₂ + $\frac{y}{2}$ H₂O

Admita a composição molar do combustível C_xH_y em que a razão $\frac{y}{x}$ = 2.

Se for empregado O₂ com 100% de excesso, então, a razão molar N₂/CO₂ esperada na análise do gás de exaustão é, aproximadamente, de

Dado

N₂/O₂ no ar ≈ 3,7

Uma técnica não convencional de tratamento de água, denominada eletroflotação, consiste na oxidação do alumínio metálico, gerando Al³⁺(anodo) e no catodo (também de alumínio) é gerado o gás hidrogênio. Sabe-se que:

• o reator de eletroflotação opera a 20°C;

• o coeficiente de difusão do hidrogênio na água a 25° C é 0,63 x 10^-8 m²/s;

• D_{H2 -H2O} (T) = D_{H2 -H2O,298K} x (T / 298 K)^3/2, onde T é a temperatura em K;

• o gradiente de concentração é 0,8 x 10³ mol/m³ . m; e,

• MM_H = 1 g/mol.

Assinale a alternativa que representa o fluxo mássico de gás hidrogênio (kg/s . m²) na água.

No sistema abaixo estão representadas as informações das conversões por passe e recuperações de um reagente A na corrente do separador.

Nessas condições, a conversão global do reagente A é, aproximadamente,

No transporte de uma mistura de hidrocarbonetos via gasodutos (que se encontra à temperatura ambiente e pressão de 28 atm), uma alíquota de líquido acumulado em determinado ponto da tubulação é analisada, obtendo-se o resultado abaixo.

Composição mássica

Considerando-se os resultados da análise, em base mássica, em relação ao gás que atravessa o gasoduto, conclui-se que