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:
as quantidades de cada reagente e produto presentes no final da reação se a de conversão do eteno é 50%;
as quantidades de cada reagente e produto presentes no final da reação se a de conversão do eteno é 50%;
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química sobre a produção de óxido de etileno. A gente tem uma reação onde o eteno (C₂H₄) reage com oxigênio (O₂) para formar óxido de etileno (C₂H₄O). A equação química é:
Temos 100 kmol de eteno e 80 kmol de oxigênio no reator, e sabemos que a conversão do eteno é de 50%. Vamos precisar usar conceitos de estequiometria, conversão e balanço de massas para achar as quantidades finais de reagentes e produtos.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quantos kmol de eteno foram convertidos. A conversão de 50% significa que metade do eteno inicial reagiu.
Passo 3
Agora, vamos ver quanto de cada reagente foi consumido nessa conversão. Pela equação balanceada, 2 kmol de C₂H₄ reagem com 1 kmol de O₂. Então, para 50 kmol de C₂H₄, a quantidade de O₂ consumida é:
Passo 4
Vamos verificar se o oxigênio disponível �� suficiente ou se ele é o reagente limitante. Temos 80 kmol de O₂ disponíveis e consumimos apenas 25 kmol, então não é o limitante. O eteno é o reagente limitante aqui.
Passo 5
Agora, vamos calcular a quantidade de óxido de etileno formado. Pela equação, 2 kmol de C₂H₄ formam 2 kmol de C₂H₄O. Então, 50 kmol de C₂H₄ irão formar:
Passo 6
Finalmente, vamos determinar as quantidades finais de cada componente no reator:
- Eteno não reagido: 100 kmol - 50 kmol = 50 kmol
- Oxigênio não reagido: 80 kmol - 25 kmol = 55 kmol
- Óxido de etileno formado: 50 kmol
Resposta
No final da reação, há 50 kmol de eteno não reagido, 55 kmol de oxigênio não reagido e 50 kmol de óxido de etileno formado.
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