• Uma reação bastante conhecida para geração de hidrogênio a partir de vapor é chamada de reação de deslocamento por água:
CO+H2 O CO2+H2
Se a alimentação em fase gasosa do reator constitui em 30 mol de C O e 35 mol de vapor de água a 800^circ C e se 12 mol de CO2 e 12 mol de H2 forem produzidos. Calcule:

Passo 1

Beleza, vamos começar resumindo o que a questão está pedindo. Temos uma reação química onde o monóxido de carbono (CO) reage com vapor de água (H₂O) para produzir dióxido de carbono (CO₂) e hidrogênio (H₂). A equação química é:
CO + H2O CO2 + H2
Nos dizem que na alimentação do reator temos 30 mol de CO e 35 mol de H₂O. Após a reação, foram produzidos 12 mol de CO₂ e 12 mol de H₂. A partir disso, precisamos calcular algumas coisas relacionadas à quantidade que restou de reagentes e à conversão dos reagentes. Vamos precisar usar o conceito de balanço material para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar o que sabemos:
  • Reagentes iniciais:
    • CO: 30 mol
    • H₂O: 35 mol
  • Produtos formados:
    • CO₂: 12 mol
    • H₂: 12 mol
Sabemos que a relação das substâncias na reação é 1:1:1:1, ou seja, para cada mol de CO que reage, forma-se 1 mol de CO₂ e 1 mol de H₂. Isso significa que a quantidade de CO e H₂O que reagiu é igual à quantidade de CO₂ e H₂ produzidos.

Passo 3

Vamos calcular quanto de cada reagente consumiu na reação. Como 12 mol de CO₂ foram produzidos, isso significa que 12 mol de CO reagiram. Da mesma forma, 12 mol de H₂ foram formados a partir de 12 mol de H₂O que reagiram.
CO consumido = 12 , mol
H2O consumido = 12 , mol

Passo 4

Agora, vamos descobrir quanto de cada reagente restou após a reação. Subtraímos a quantidade consumida da quantidade inicial.
CO restante = 30 , mol - 12 , mol = 18 , mol
H2O restante = 35 , mol - 12 , mol = 23 , mol

Passo 5

Para entender a eficiência da reação, podemos calcular a conversão dos reagentes. A conversão mostra quanto do reagente inicial foi efetivamente transformado em produtos.
Conversão de CO = ( 1230 ) times 100% = 40% ã
Conversão de H2O = ( 1235 ) times 100% approx 34,29% ã

Resposta

Após a reação, restam 18 mol de CO e 23 mol de H₂O. A conversão de CO foi de 40% e a de H₂O foi de aproximadamente 34,29%.

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