A reação abaixo ocorre em fase gasosa.
. A alimentação consiste de
mol de amônia em ar a
e
.
Qual a concentração total na entrada?
Qual a concentração total na entrada?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A gente tem uma reação gasosa onde 4 moléculas de amônia (NH₃) reagem com 5 moléculas de oxigênio (O₂) para formar 4 moléculas de monóxido de nitrogênio (NO) e 6 moléculas de água (H₂O). A entrada dessa reação é uma mistura de ar com 15% de mol de amônia, sob uma pressão de 8,2 atm e temperatura de 227°C. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a concentração total dessa mistura na entrada.
Para resolver isso, vamos precisar usar a Lei dos Gases Ideais, que relaciona pressão, volume, temperatura e quantidade de gás. Vamos ver passo a passo como aplicar isso na prática.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar da Lei dos Gases Ideais, que é dada por:
Onde:
-
é a pressão, -
é o volume, -
é a quantidade de gás em mols, -
é a constante dos gases ideais, -
é a temperatura em Kelvin.
Nosso objetivo é encontrar a concentração total, que é a quantidade de mol por unidade de volume (
). Rearranjando a fórmula, temos:
Passo 3
Agora, vamos garantir que todas as unidades estejam compatíveis. A temperatura precisa estar em Kelvin e a pressão em atm para usar a constante
adequada.
A temperatura está dada em Celsius: 227°C. Para converter para Kelvin, somamos 273,15:
Passo 4
A constante
que vamos usar é aquela que relaciona as unidades de pressão em atm, volume em litros e temperatura em Kelvin:
Passo 5
Agora, substituímos os valores na fórmula para encontrar
:
Vamos calcular o denominador primeiro:
Então:
Resposta
A concentração total na entrada é aproximadamente 0,200 mol/L.
Exercícios relacionados
Na reação em fase gasosa entre o butadieno e etileno, formando ciclohexano, considerando
, determine:
a reação é elementar e . Calcule o tempo necessário para conversões de
e
.
a reação é elementar e
Uma reação em fase gasosa do tipo
é feita em um sistema contínuo à pressão constante de
e temperatura de
. Introduzem-se os reagentes com concentrações iniciais iguais, com fluxo volumétrico de
. Calcule os fluxos molares de cada componente quando a conversão atinge
.
A reação abaixo ocorre em fase gasosa.
. A alimentação consiste de
mol de amônia em ar a
e
.
Monte a tabela estequiométrica, tendo amônia como base de cálculo.
Monte a tabela estequiométrica, tendo amônia como base de cálculo.
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e
. A pressão de vapor do
a
é aproximadamente
. Monte a tabela estequiométrica para esta reação com mudança de fase. Calcule a conversão de metano em que a condensação se inicia. A alimentação é estequiométrica.