Considere as seguintes reações: A 2 B (desejada) e A C (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 A 2 B e a indesejada é A C. 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 ( X) é:
X = Quantidade inicial de A - Quantidade final de AQuantidade inicial de A

Passo 3

Aplicando os valores:
  • Quantidade inicial de A = 100 mol
  • Quantidade final de A = 10 mol
Então:
X = 100 , mol - 10 , mol100 , mol = 90 , mol100 , mol = 0,9 , ou , 90%

Passo 4

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

Passo 5

Aplicando os valores:
  • Quantidade de B formada = 160 mol
  • Quantidade inicial de A = 100 mol
Então:
PB = 160 , mol100 , mol = 1,6 , mol B/mol A

Passo 6

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

Passo 7

Aplicando os valores:
  • Mols de B formados = 160 mol
  • Mols de C formados = 10 mol
Então:
S = 160 , mol10 , mol = 16 , mol B/mol C

Passo 8

Por fim, vamos encontrar as extensões das duas reações. Extensão ( xi) de uma reação representa quantos mols a reação ocorreu.
Temos duas reações:
  1. A 2 B com extensão xi1
  2. A C com extensão xi2
Sabemos que:
2 xi1 = mols de B Rightarrow 2 xi1 = 160 , mol Rightarrow xi1 = 80 , mol
xi2 = mols de C Rightarrow xi2 = 10 , mol

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 A 2 B = 80 mol; Extensão da reação A C = 10 mol

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