Óxido de etileno pode ser produzido pela oxidação catalítica de eteno de acordo com a seguinte reação:
A carga do reator contém 100 kmol de eteno e 80 kmol de oxigênio. Calcule:
que espécie é o reagente limitante;
que espécie é o reagente limitante;
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma reação química onde o eteno (
) reage com o oxigênio (
) para formar óxido de etileno (
). A equação balanceada é:
Nos foram dados 100 kmol de eteno e 80 kmol de oxigênio. Precisamos descobrir qual dos reagentes é o limitante, ou seja, qual vai se acabar primeiro na reação, limitando a quantidade de produto que pode ser formada. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações entre as quantidades de reagentes e produtos nas reações químicas.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os coeficientes da equação balanceada. Eles nos dizem as proporções em que os reagentes reagem:
- 2 mols de
- 1 mol de
Isso significa que para cada 2 kmol de eteno, precisamos de 1 kmol de oxigênio.
Passo 3
Agora, vamos calcular quantos kmol de
são necessários para reagir completamente com os 100 kmol de
. Usamos a proporção da reação:
Então, para reagir completamente com 100 kmol de eteno, precisamos de 50 kmol de oxigênio.
Passo 4
Mas temos só 80 kmol de
disponível. Como vimos, precisamos de 50 kmol para reagir com todo o eteno, mas temos mais oxigênio do que o necessário. Isso quer dizer que o eteno será consumido completamente antes do oxigênio acabar.
Passo 5
Portanto, o reagente que limita a reação, ou seja, que vai se acabar primeiro, é o eteno (
).
Resposta
O reagente limitante é o eteno (
).
Exercícios relacionados
Considere a reação:
.
Qual é o coeficiente estequiométrico do ?
Qual é o coeficiente estequiométrico do
Para a reação química a seguir, que ocorre completamente e para a qual são alimentadas quantidades estequiométricas de reagentes, qual a máxima extensão de reação baseada em
? E baseada em
? Os valores respectivos são diferentes ou iguais? Explique o resultado.
Amônia sofre combustão para formar ácido nítrico através da seguinte reação:
. Calcule as seguintes quantidades:
o fluxo molar de oxigênio correspondente a uma alimentação de de
, se os reagentes são alimentados em proporções estequiométricas;
o fluxo molar de oxigênio correspondente a uma alimentação de
120 kmol de propano são alimentados em uma fornalha juntamente com 4284 kmol de ar. O propano não sofre combustão total, portanto apenas parte deste é transformada em CO e
. Se possível, calcule a porcentagem de ar em excesso fornecida à fornalha a partir dos dados fornecidos. Se forem necessárias informações adicionais, faça então as hipóteses necessárias para resolução do problema.