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.
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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?
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
?