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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 15.Problemas - Ex. 37

Álcool etílico C 2 H 5 O H é queimado com quantidade estequiométrica de ar. A combustão é incompleta, e 10% (em volume) do carbono no combustível formam monóxido de carbono enquanto 5% do hidrogênio formam OH. Calcule o peso molecular aparente dos produtos.

Passo 1

Vamos assumir que:

A combustão está completa.

Os produtos de combustão contêm apenas C O 2 ,   C O ,   H 2 O ,   O 2   e   N 2 .

Sabemos que as massas molares de C ,   H 2 ,   O 2 ,   N 2   e ar são 12   k g / k m o l ,   2 k g / k m o l ,   32   k g / k m o l ,   28   k g / k m o l   e   29   k g / k m o l , respectivamente.

Passo 2

A reação com o ar estequiométrico é

C 2 H 5 O H + a t h [ O 2 + 3.76 N 2 ] → 2 C O 2 + 3 H 2 O + a t h × 3.76   N 2

Onde,

0.5 + a t h = 2 + 1.5 → a t h = 3

Então, substituindo, temos:

C 2 H 5 O H + 3 [ O 2 + 3.76 N 2 ] → 2 C O 2 + 3 H 2 O + 3 × 3.76   N 2

A equação de reação balanceada com combustão incompleta é:

C 2 H 5 O H + 3 [ O 2 + 3.76 N 2 ] → 2 ( 0.9 C O 2 + 0.10 C O ) + 3 ( 0.95 H 2 O + 0.1 O H ) + b O 2 + 3 × 3.76   N 2

Onde o balanço de de O 2 é:

0.5 + 3 = 1.8 + 0.1 + 3.15 / 2 + b → b = 0.025

Que pode também ser escrito como:

C 2 H 5 O H + 3 [ O 2 + 3.76 N 2 ] → 1.8 C O 2 + 0.20 C O + 2.85   H 2 O + 0.3   O H + 0.025 O 2 + 11.28   N 2

Passo 3

O total de mols dos produtos é:

N m = 1.8 + 0.2 + 2.85 + 0.3 + 0.025 + 11.28 = 16.64   k m o l

E o peso molecular aparente do produto gasoso é:

M m = m m N m = 27.83   k g / k m o l

Resposta

M m = 27.83   k g / k m o l

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