Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 16.Problemas - Ex. 45

Um m o l de H 2 O é aquecido a 3.400   K a uma pressão de 1   a t m . Determine a composição de equilíbrio, considerando que somente H 2 O , O H , O 2 e o H 2 estão presentes?

Passo 1

Olá! tudo bem? Nesse problema precisamos determinar a composição de equilíbrio, para a temperatura e pressão dada.

Temos que a equação da reação durante esse processo pode ser expressa como:

H 2 O   → x H 2 O + y H 2 + z O 2 + w O H

Os balanços de massa para produção de hidrogênio e oxigênio são:

(1) Balanceamento de H : 2 = 2 x + 2 y + w

(2) Balanceamento de O : 1 = x + 2 z + w

Passo 2

Os balanços de massa nos fornecem apenas duas equações com quatro incógnitas e, portanto, precisamos ter mais duas equações (que serão obtidas das relações K p ) para determinar a composição de equilíbrio da mistura.

Reação 1: H 2 O   ⇌   H 2 + 1 2 O 2

Reação 2: H 2 O   ⇌   1 2 H 2 + O H

A constante de equilíbrio para essas duas reações, a 3400   K , é determinada na Tabela A- 28 :

l n K p 1 = - 1,891   →   K p 1 = 0,15092

l n K p 2 = - 1,576   →   K p 2 = 0,20680  

E as relações K p para essas duas reações simultâneas são:

K p 1 = N H 2 v H 2 N O 2 v O 2 N H 2 O v H 2 O P N t o t a l ( v H 2 + v O 2 - v H 2 O ) e K p 2 = N H 2 v H 2 N O H v O H N H 2 O v H 2 O P N t o t a l ( v H 2 + v O H - v H 2 O )

Onde N t o t a l = N H 2 O + N H 2 + N O 2 + N O H = x + y + z + w .

Então temos:

(3) 0,15092 = y z 1 / 2 x 1 x + y + z + w 1 / 2

(4) 0,20680 = w y 1 / 2 x 1 x + y + z + w 1 / 2

Passo 3

Por fim, resolvemos as equações (1), (2), (3) e (4) simultaneamente para determinar as quatro incógnitas x, y, z, e w. Então encontramos:

x = 0,574                     y = 0,308                     z = 0,095                   w = 0,236

Portanto, a composição de equilíbrio é:

0,574 H 2 O +   0,308 H 2 + 0,095 O 2 + 0,236 O H

Resposta

0,574 H 2 O +   0,308 H 2 + 0,095 O 2 + 0,236 O H

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

O que e umidificação e desumidificarão?
Por que você acha que os bebes novos são mais sensíveis ao frio?
Considere um jogo de tênis em clima frio, onde os dois jogadores e os espectadores usam as mesmas roupas. Qual grupo de pessoas sentira mais frio? Por quê?
De que maneira o movimento do ar na vizinhança do corpo humana afeta o conforto humano?
O que e metabolismo? Qual e o intervalo de taxas metabólicas de um homem? Por que a taxa metabólica dos ocupantes de um prédio deve ser considerada quando lidamos com aquecimento e condicionamento de