O processo Deacon converte HCl gasoso a de acordo com a equação:
Volumes iguais de HCl e ar são alimentados ao reator. O produto (gasoso) é lavado com água para remover o HCl não reagido e passa por um secador, após a qual contém vol de . Calcule a conversão de HCl no reator.

Passo 1

Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos uma reação química onde o gás HCl reage com O₂ para formar Cl₂ e H₂O. A equação balanceada é:
A gente alimenta volumes iguais de HCl e ar no reator. Depois, o produto passa por um processo de lavagem e secagem, e sobra 2,0% de O₂ no gás final. Nosso objetivo é calcular a conversão de HCl no reator, ou seja, quanto do HCl inicial foi convertido na reação.
Para isso, vamos precisar usar conceitos de estequiometria das reações químicas e o princípio de conservação de massa dos gases.

Passo 2

Primeiro, vamos considerar que volumes iguais de HCl e ar são alimentados. Como o ar é principalmente composto de N₂ e O₂, vamos focar no O₂, já que é o reagente que reage com o HCl.
Vamos assumir que temos 100 unidades de volume de HCl e 100 unidades de volume de ar para facilitar os cálculos.

Passo 3

Sabendo que o ar é aproximadamente 21% de O₂, podemos calcular a quantidade de O₂ presente nos 100 unidades de ar:
Então, temos 21 unidades de O₂ alimentadas no reator.

Passo 4

Agora, vamos considerar a estequiometria da reação:
Isso significa que para cada 1 unidade de O₂, são consumidas 4 unidades de HCl.
Como temos 21 unidades de O₂, a quantidade de HCl necessária para reagir totalmente seria:
á

Passo 5

Mas, inicialmente, temos 100 unidades de HCl. Se apenas 84 unidades reagem, então a quantidade de HCl não reagido é:
ã
A conversão de HCl é a fração do HCl inicial que reagiu:
ã

Passo 6

Contudo, a questão menciona que após a lavagem e secagem, o gás contém 2,0% de O₂. Isso indica que nem todo O₂ foi consumido na reação. Vamos considerar isso para ajustar nossa conversão.
Se 2,0% do gás final é O₂, então a porcentagem de O₂ que reagiu é:
Portanto, a quantidade de HCl que realmente reagiu é:

Passo 7

Agora, recalculamos a conversão de HCl com base nesses valores ajustados:
ã

Resposta

A conversão de HCl no reator é de 76%.

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© Qual a máxima produção de vapor que se pode obter?
Adote: , .
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Assinale a proposição correta (justifique sua resposta):
(b) Uma superfície rugosa favorece a formação de bolhas de vapor em um processo de ebulição nucleada.
Assinale a proposição correta (justifique sua resposta):
© O fluxo de calor crítico em um processo de ebulição nucleada indica que não é mais possível se obter um excesso de temperatura superior.