A seguinte reação é conduzida em um reator:
C2 H5 OH+Na2 Cr2 O7+H2 SO4 longrightarrow C2 H4 O2+Cr2(SO4)3+Na2 SO4+H2 O
(Etanol) (Dicromato de sódio) (Ac. Sulfúrico) (Ac. Acético) (Sulfato de Cromo) (Sulfato de Sódio) (Agua) Com as seguintes informações do processo, responda o que é pedido:
  • A conversão de etanol é de 80 %;
  • Ácido Sulfúrico entra com 20% de excesso e Dicromato de Sódio com 10%.
    Para uma vazão de entrada contendo 5 mol / h de etanol. Calcule:
    a) A quantidade de ácido acético produzido (C2 H4 O2), em mol/h. (1,5)

Passo 1

Vamos resumir o que a questão está pedindo. Temos uma reação química onde o etanol ( C2H5OH) reage com dicromato de sódio ( Na2Cr2O7) e ácido sulfúrico ( H2SO4) para formar ácido acético ( C2H4O2), entre outros produtos. A matéria que estamos lidando aqui envolve estequiometria e balanço de matéria. Precisamos calcular a quantidade de ácido acético produzida por hora, dado que entramos com 5 mol/h de etanol, com uma conversão de 80%, e sabendo que temos excesso de ácido sulfúrico e dicromato de sódio.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa “conversão de 80%”. Isso quer dizer que, de toda a quantidade de etanol que entra no reator, 80% vai reagir. Então, vamos calcular quantos mols de etanol estão efetivamente reagindo:
Mols reagidos de etanol = 5, mol/h times 80% = 4, mol/h

Passo 3

Agora, precisamos olhar para a estequiometria da reação. A equação balanceada indica a relação entre os reagentes e os produtos. Observando a reação, vemos que para cada mol de etanol que reage, forma-se 1 mol de ácido acético. Portanto, a quantidade de ácido acético formada será igual à quantidade de etanol que reagiu.
Mols de ácido acético = Mols reagidos de etanol = 4, mol/h áé

Passo 4

No entanto, a questão menciona que temos excesso de reagentes: 20% a mais de ácido sulfúrico e 10% a mais de dicromato de sódio. Como esses reagentes estão em excesso, eles não limitam a quantidade de produto formado. Portanto, a quantidade de ácido acético depende apenas da quantidade de etanol que realmente reagiu, que já calculamos.

Resposta

A quantidade de ácido acético produzido é de 4, mol/h.

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