A reação entre etileno e ácido brômico para formar etil-bromato acontece num reator contínuo. A corrente de produto é analisada e encontra-se que contém
moles
e
moles HBr . A alimentação contém somente etileno e ácido brômico. Calcule a fração de conversão do reagente limite e a porcentagem em excesso do outro.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre a reação entre etileno e ácido bromídrico que forma etil-brometo. A gente precisa calcular a fração de conversão do reagente limitante e a porcentagem do outro reagente que está em excesso. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações quantitativas entre reagentes e produtos nas reações químicas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a reação química envolvida:
Isso significa que 1 mol de etileno reage com 1 mol de HBr para formar 1 mol de etil-brometo.
Passo 3
Agora, vamos analisar os dados do problema. No produto, temos:
- 50% de
(etil-brometo) - 33,3% de HBr
Como as porcentagens moleculares devem somar 100%, o restante é de alguma forma não mencionado, mas focaremos nos dados fornecidos.
Passo 4
Vamos supor que estamos trabalhando com 100 mols de produto total para facilitar os cálculos. Assim, temos:
- 50 mols de
- 33,3 mols de HBr
Passo 5
Pela estequiometria da reação, 1 mol de
reage com 1 mol de HBr para formar 1 mol de
. Então, se formamos 50 mols de
, significa que 50 mols de
e 50 mols de HBr foram consumidos.
Passo 6
Agora, vamos verificar quantos mols de HBr restaram no produto. Sabemos que no produto há 33,3 mols de HBr, então:
Mols de HBr consumidos = Mols de HBr na alimentação - Mols de HBr no produto
Passo 7
Agora, vamos encontrar a fração de conversão do reagente limitante. O reagente limitante é aquele que é totalmente consumido na reação. Pelo que vimos, usamos 50 mols de
para formar 50 mols de
, então
é o reagente limitante.
A fração de conversão (
) é dada por:
Como não temos a quantidade total alimentada, vamos considerar que a alimentação continha apenas
e HBr na proporção estequiométrica.
Passo 8
Assumindo que alimentamos 100 mols de HBr, para reagir completamente com
, precisaríamos de 100 mols de
. Mas como consumimos apenas 50 mols de
, a fração de conversão é:
Passo 9
Agora, vamos calcular a porcentagem em excesso do outro reagente, que é o HBr. Inicialmente, temos 100 mols de HBr, e consumimos 50 mols para a reação, sobrando 50 mols. Mas no produto temos 33,3 mols de HBr, então o excesso efetivo é:
Resposta
A fração de conversão do reagente limitante (
) é de
e o ácido bromídrico (HBr) está em
de excesso.
Exercícios relacionados
Discuta sobre as três principais etapas envolvidas em reações radicalares.
Amônia sofre combustão para formar ácido nítrico através da seguinte reação:
. Calcule as seguintes quantidades: a) mol de NO produzido por mol de
reagido; b) o fluxo molar de oxigênio correspondente a uma alimentação de
de
, se os reagentes são alimentados em proporções estequiométricas; c) a massa de NO produzida se 200 kg de amônia e 200 kg de oxigênio reagem e a reação é completa.
Considerando o 2-metilbutano, liste todos os possíveis intermediários radicalares formados pela abstração de um átomo de hidrogênio, e os disponha em ordem crescente de estabilidade, justificando sua resposta.
Propano é queimado com ar. Determine a composição molar do produto gasoso, considerando que não ocorre formação de monóxido de carbono se:
de excesso de ar,
de conversão do combustível.