Considere as seguintes reações: (desejada) e (indesejada)
Supondo que a alimentação do reator contém 100 mol de A e que o produto final contém 10 mol de A, 160 mol de B e 10 mol de C, pede-se calcular: a) A conversão de A; b) A produtividade de B em relação à alimentação de A; c) A seletividade de B em relação a C; e d) As extensões das duas reações.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado tá falando sobre duas reações químicas envolvendo o reagente A. A reação desejada é e a indesejada é . A gente tem 100 mol de A no começo e, no final, temos 10 mol de A, 160 mol de B e 10 mol de C. Vamos precisar de conceitos de estequiometria, como conversão, produtividade, seletividade e extensões de reação para resolver as partes a) a d).

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a conversão de A. Conversão é a fração do reagente que reagiu em relação ao total que entrou no processo.
A fórmula da conversão ( ) é:

Passo 3

Aplicando os valores:
  • Quantidade inicial de A = 100 mol
  • Quantidade final de A = 10 mol
Então:

Passo 4

Agora, vamos para a produtividade de B em relação à alimentação de A. Produtividade ( ) é a quantidade de produto B formado por mol de A alimentado.
A fórmula da produtividade é:

Passo 5

Aplicando os valores:
  • Quantidade de B formada = 160 mol
  • Quantidade inicial de A = 100 mol
Então:

Passo 6

Vamos calcular a seletividade de B em relação a C. Selectividade ( ) mede quão preferencialmente a reação forma B em comparação com C.
A fórmula da seletividade é:

Passo 7

Aplicando os valores:
  • Mols de B formados = 160 mol
  • Mols de C formados = 10 mol
Então:

Passo 8

Por fim, vamos encontrar as extensões das duas reações. Extensão ( ) de uma reação representa quantos mols a reação ocorreu.
Temos duas reações:
  1. com extensão
  2. com extensão
Sabemos que:

Resposta

a) Conversão de A = 90%
b) Produtividade de B em relação à alimentação de A = 1,6 mol B/mol A
c) Seletividade de B em relação a C = 16 mol B/mol C
d) Extensão da reação = 80 mol; Extensão da reação = 10 mol

Exercícios relacionados

Assinale a proposição correta (justifique sua resposta):
(a) Uma placa plana inclinada e aquecida suspensa em ar quiescente troca mais calor pela face inferior do que a superior devido à preservação da camada limite de velocidade.
Para Regime Laminar:
Para Regime Turbulento:
com a transição ocorrendo em . Determinar qual a percentagem de transferência de massa que ocorre na zona laminar através da placa plana, se o número de Reynolds na extremidade da placa é . Resp.:
A acrilonitrila é produzida a partir da reação do propileno, amônia e oxigênio:
A alimentação do reator contém e ar e consegue-se uma conversão de do reagente limite. Para 100 kgmol da corrente de alimentação, determinar: a) O reagente limite; b) A percentagem em excesso dos demais reagentes; e c) As quantidades de cada composto presente no gás de saída.
A temperatura na superfície da parede de uma caldeira em formato de um cilindro horizontal vale . Determine quanto calor por convecção é perdido para o ambiente . A fim de reduzir estas perdas, propõe-se isolar a caldeira com paredes de alvenaria a fim de que a temperatura média do ar neste novo ambiente salte para . Isto seria uma boa solução? Justifique.
Adote: .