Óxido de etileno pode ser produzido pela oxidação catalítica de eteno de acordo com a seguinte reação:
2 C2 H4+O2 2 C2 H4 O
A carga do reator contém 100 kmol de eteno e 80 kmol de oxigênio. Calcule:
a conversão do eteno e do oxigênio se 50 kmol de O2 estiverem presentes no final da reação.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente vai trabalhar com estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações quantitativas entre os reagentes e os produtos em uma reação química. No caso, temos a reação de produção de óxido de etileno a partir da oxidação do eteno. Precisamos calcular a conversão do eteno e do oxigênio quando sabemos a quantidade de oxigênio que sobra no final da reação.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a reação química dada:
2 C2H4 + O2 2 C2H4O
Aqui, 2 moléculas de eteno ( C2H4) reagem com 1 molécula de oxigênio ( O2) para produzir 2 moléculas de óxido de etileno ( C2H4O).

Passo 3

Vamos anotar as quantidades iniciais dos reagentes:
  • Eteno: 100 kmol
  • Oxigênio: 80 kmol
No final da reação, sobra 50 kmol de oxigênio. Então, o que consumiu foi:
Oxigênio consumido = Inicial - Final = 80, kmol - 50, kmol = 30, kmol ê

Passo 4

Agora, vamos usar a estequiometria da reação para descobrir quanto de eteno foi consumido. Pela equação balanceada, 1 mol de O2 consome 2 mols de C2H4. Então:
Eteno consumido = 2 times Oxigênio consumido = 2 times 30, kmol = 60, kmol ê

Passo 5

Com a quantidade consumida de eteno, podemos calcular a conversão desse reagente. A conversão é a fração do reagente que foi consumida durante a reação, expressa em porcentagem:
Conversão do eteno = ( Eteno consumidoEteno inicial ) times 100% = ( 60, kmol100, kmol ) times 100% = 60% ã

Passo 6

Para o oxigênio, a conversão também é calculada pela fração consumida:
Conversão do oxigênio = ( Oxigênio consumidoOxigênio inicial ) times 100% = ( 30, kmol80, kmol ) times 100% = 37,5% ãêêê

Resposta

A conversão do eteno foi de 60% e a conversão do oxigênio foi de 37,5%.

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