A conversão de CO a CO 2 é dada por:
Esta reação atinge o equilíbrio a uma dada temperatura e as frações molares dos compostos presentes na reação são dadas pela equação:
, na qual
é a constante de equilíbrio, cujo valor, para
, é 1,00. Supondo que a alimentação do reator contém 10 mol de CO e 2 mol de
e que a reação atinge o equilíbrio a 1105 K , pede-se calcular: a) A composição de equilíbrio da mistura; e b) A conversão da reação.
Esta reação atinge o equilíbrio a uma dada temperatura e as frações molares dos compostos presentes na reação são dadas pela equação:
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma reação química onde o monóxido de carbono (CO) reage com a água (H₂O) para formar dióxido de carbono (CO₂) e hidrogênio (H₂). Essa reação atinge um ponto de equilíbrio a 1105 K. O que precisamos descobrir é:
a) Qual é a composição da mistura no equilíbrio.
b) Qual a conversão da reação, ou seja, quanto do reagente foi transformado em produto.
b) Qual a conversão da reação, ou seja, quanto do reagente foi transformado em produto.
Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de equilíbrio químico e a constante de equilíbrio (K). Além disso, vamos usar um pouco de álgebra para encontrar as frações molares no equilíbrio.
Passo 2
Primeiro, vamos definir o que é a constante de equilíbrio (K). Ela nos dá uma relação entre as concentrações dos produtos e dos reagentes quando a reação está no equilíbrio. No nosso caso, a expressão de K é:
Onde
representa a fração molar de cada composto.
Passo 3
Sabemos que a alimentação do reator contém 10 mol de CO e 2 mol de H₂O. Vamos supor que “x” mols de CO reagem para formar CO₂ e H₂. Assim, podemos expressar as quantidades no equilíbrio:
- CO:
mol - H₂O:
mol - CO₂:
mol - H₂:
mol
Passo 4
Agora, precisamos encontrar a fração molar de cada componente no equilíbrio. Primeiro, calculamos o total de mols no equilíbrio:
Então, as frações molares são:
Passo 5
Substituímos essas frações na expressão da constante de equilíbrio:
Simplificando:
Passo 6
Agora, resolvemos essa equação para encontrar o valor de “x”. Multiplicando ambos os lados por
:
Expandindo o lado direito:
Subtraindo
de ambos os lados:
Resolvendo para “x”:
Passo 7
Agora que temos o valor de “x”, podemos calcular as frações molares no equilíbrio:
Passo 8
Para encontrar a conversão da reação, usamos a definição de conversão (
):
Aqui, o reagente é o CO, então:
Resposta
a) A composição de equilíbrio da mistura é aproximadamente:
b) A conversão da reação é de aproximadamente 16,66%.
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de ar em excesso; e c) usando
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do carbono.
O processo Deacon pode ser revertido para produzir ácido clorídrico através da remoção do
formado usando coque quente, de acordo com a reação:
Cloro gasoso ( vol Cl 2 e
vol ar) é misturado com vapor (
em excesso) e passa sobre um leito de coque aquecido a
. A conversão do
em HCl é de
. Todo o oxigênio do ar reage com o coque para formar
. Calcular a composição dos gases que saem do conversor (base volumétrica).
Cloro gasoso (
Os componentes do vetor velocidade de um escoamento bidimensional e incompressível são dados por
calcule a função corrente e a velocidade resultante potencial.