A reação em fase gasosa entre cloro e metano para formar tetracloreto de carbono e ácido clorídrico ocorre a 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.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre uma reação gasosa entre cloro e metano que forma tetracloreto de carbono e ácido clorídrico, ocorrendo a 75°C e 950 kPa. A pressão de vapor do a essa temperatura é de aproximadamente 95 kPa. Precisamos montar uma tabela estequiométrica considerando a mudança de fase e calcular a conversão de metano na qual a condensação começa. Vamos precisar entender basicamente de estequiometria de reações químicas e conceitos de pressão parcial e equilíbrio de fases.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação balanceada da reação:
Aqui, cada mol de metano ( ) reage com 4 mols de cloro ( ) para formar 1 mol de tetracloreto de carbono ( ) e 4 mols de ácido clorídrico ( ).

Passo 3

Vamos montar a tabela estequiométrica. Suponhamos que a alimentação seja 1 mol de , já que a alimentação é estequiométrica. A tabela terá as seguintes colunas: Componentes, Alimentação, Variação, e Saída.
Componente Alimentação (mol) Variação (mol) Saída (mol)
1 -
4 -
0 +
0 +
Aqui, representa a conversão de metano.

Passo 4

Agora, precisamos considerar a mudança de fase. A pressão total do sistema é 950 kPa, e a pressão de vapor do a 75°C é 95 kPa. A condensação de começa quando a pressão parcial desse composto atinge sua pressão de vapor.
A pressão parcial pode ser calculada usando a fração molar ( ) e a pressão total ( ):
Queremos que .

Passo 5

Vamos calcular a fração molar de na saída:
Onde mol.
Portanto,

Passo 6

Substituindo na equa��ão da pressão parcial:
Agora, vamos resolver para :

Resposta

A conversão de metano na qual a condensação de começa é de 50%.

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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.
A reação abaixo ocorre em fase gasosa.
. A alimentação consiste de mol de amônia em ar a e .
Qual a concentração total na entrada?
A decomposição térmica do isocianato isopropílico foi estudada em um reator diferencial de leito empacotado. Com os dados abaixo, determine os parâmetros da equação da taxa de reação:
Experimento Taxa Concentração Temperatura (K)
1 0,2 700
2 0,02 750
3 0,05 800
4 0,08 900
6 0,1 950
Na reação homogênea em fase gasosa , Qual a relação existente entre e ?