Gabarito disponível
Para a produção de hidróxido de sódio, uma indústria de cloro-soda faz a eletrólise de uma solução de NaCl a uma concentração de 2,5% em massa. Para produzir essa solução, são adicionadas em um tanque uma solução com concentração de 35% em massa de NaCl e água pura. A água pura é originada em uma caldeira e entra no tanque no estado gasoso a 120°C e 2 MPa, sendo liquefeita dentro do tanque. Para atender a demanda da indústria, é necessário que sejam produzidos 800 litros da solução a 2,5% de concentração. Assim, o volume de água pura gasosa a ser adicionado será de, aproximadamente:
Dados: Densidade da solução (2,5%) = 1000 Kg/m³; massa molar da água = 18 g/mol; e R = 8,314 J/mol.K)
Dados: Densidade da solução (2,5%) = 1000 Kg/m³; massa molar da água = 18 g/mol; e R = 8,314 J/mol.K)
Resolução comentada
Balanço de massa na diluição e cálculo do volume de vapor pela equação dos gases ideais.
800 L a 1000 kg/m³ dão 800 kg de solução, com 2,5% de NaCl, ou seja, 20 kg de sal. A solução a 35% necessária tem massa 20/0,35 ≈ 57,1 kg, então a água adicionada é ≈ 742,9 kg ≈ 41.270 mol. Pela equação dos gases ideais, V = nRT/P = 41.270 × 8,314 × 393 / 2×10⁶ ≈ 67,4 m³.
Análise das alternativas
As demais alternativas resultam de erros de massa, como considerar toda a massa como água ou ignorar a solução a 35%, ou de erros de temperatura (°C em vez de K) ou de pressão.
Referência: Diluição de soluções; equação de Clapeyron (PV = nRT)
Resolução comentada do VaiConcursos.