A queima de calcário, dada pela reação abaixo, ocorre com
de conversão em um certo forno industrial:
Pede-se: a) Qual a composição do sólido retirado do forno?; e b) Supondo que o calcário seja
puro, quantos kg de
são produzidos por kg de calcário queimado?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre a queima de calcário. A gente vai trabalhar com reações químicas e fazer alguns cálculos de mass balance. O enunciado nos dá a reação de decomposição do calcário (
CaCO₃
) com 70% de conversão, e pede para descobrir a composição do sólido que sai do forno e quanto de dióxido de carbono (CO₂
) é produzido por quilo de calcário queimado. Vamos precisar usar a estequiometria da reação e considerar a conversão parcial.Passo 2
Primeiro, vamos entender a reação química:
Isso significa que cada mol de calcário (
CaCO₃
) queima para formar um mol de óxido de cálcio (CaO
) e um mol de dióxido de carbono (CO₂
).Passo 3
Com 70% de conversão, nem todo o calcário é convertido. Isso significa que, de 100 g de
CaCO₃
que entram no forno, apenas 70 g são convertidos em CaO
e CO₂
, e os 30 g restantes permanecem como CaCO₃
não reagido.Passo 4
Agora, vamos determinar a composição do sólido que sai do forno. Consideramos:
- 70% de
CaCO₃
é convertido emCaO
eCO₂
. - 30% de
CaCO₃
permanece inalterado.
Então, a mistura sólida final terá:
- 70% convertido em
CaO
. - 30% de
CaCO₃
restante.
Passo 5
Para calcular a quantidade de
CO₂
produzida por kg de CaCO₃
queimado, vamos usar as massas molares:- Massa molar de
CaCO₃
: 100 g/mol - Massa molar de
CO₂
: 44 g/mol
A reação mostra que 1 mol de
CaCO₃
produz 1 mol de CO₂
. Então, 100 g de CaCO₃
produzem 44 g de CO₂
. Mas como a conversão é de 70%, apenas 70% de CaCO₃
é convertido.Passo 6
Vamos calcular por kg de
CaCO₃
:1 kg de
2. Cada kg de
3. Então, 0,7 kg de
CaCO₃
queimado a 70% de conversão significa que 0,7 kg de CaCO₃
são convertidos.2. Cada kg de
CaCO₃
convertido produz (44/100) = 0,44 kg de CO₂
.3. Então, 0,7 kg de
CaCO₃
produzirão: 0,7 kg * 0,44 kg CO₂
/ kg CaCO₃
= 0,308 kg CO₂
.Resposta
a) O sólido retirado do forno é uma mistura com 70% de óxido de cálcio (
CaO
) e 30% de calcário não reagido (CaCO₃
).b) São produzidos 0,308 kg de
por kg de calcário queimado.
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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUIMICA
Transferência de Calor
Prof. Dr.: José da Paixão Lopes dos Santos
Data: 27/09/2024
Segunda Prova 2
1 (2,0 pontos) Uma placa de espessura tem uma distribuição inicial de temperatura
. Em
, a superficie em
e em
são mantidas isoladas.
a) Deseenvolva uma expressão da distribuição de temperatura na placa.
b) Calcule a temperatura no centro da placa em min e 1 h numa placa de espessura
, e difusividade térmica
.
Transferência de Calor
Prof. Dr.: José da Paixão Lopes dos Santos
Data: 27/09/2024
Segunda Prova 2
1 (2,0 pontos) Uma placa de espessura
a) Deseenvolva uma expressão da distribuição de temperatura na placa.
b) Calcule a temperatura no centro da placa em