Uma maneira de utilizar um hidrocarboneto numa célula combustível é a “reforma” do hidrocarboneto para obter hidrogênio, que então alimenta a célula combustível. Como parte da análise de tal procedimento, considere a reação de “reforma” C H 4 + H 2 O ⇋ 3 H 2 + C O Um reformador catalítico é alimentado com um k m o l de metano e um k m o l de água. O reformador descarrega uma mistura C H 4 , H 2 O , H 2 , e C O , em equilibrio químico, a 800K e 100k P a . Sabendo que a constante de equilibrio da reação a 800K é igual a 0,0237 , determine a composição de equilibrio da mistura.

Y C H 4 = 30,87 % Y H 2 O = 30,87 % Y H 2 = 28,69 % Y C O = 9,56 %

Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 15.Problemas - Ex. 57

Uma maneira de utilizar um hidrocarboneto numa célula combustível é a “reforma” do hidrocarboneto para obter hidrogênio, que então alimenta a célula combustível. Como parte da análise de tal procedimento, considere a reação de “reforma”

Um reformador catalítico é alimentado com um de metano e um de água. O reformador descarrega uma mistura , , , e , em equilibrio químico, a e . Sabendo que a constante de equilibrio da reação a é igual a , determine a composição de equilibrio da mistura.

Passo 1

Vamos resolver essa questão juntos?

Temos a seguinte reação: . Com temperatura, pressão e constante de equilíbrio químico iguais a , e , respectivamente.

Da reação, podemos dizer que a composição inicial para a reação de dissociação é de de e de . Sendo o numero de de e dissociados, temos que o número total de em equilíbrio será:

Analisando as frações molares em equilíbrio, temos:

A fração molar para o será:

E a fração molar para será:

Passo 2

Portanto, a constante de equilíbrio será:

Resolvendo, temos que:

Substituindo , temos que:

Simplificando, temos que:

Passo 3

Agora é só calcular o número de moles de cada componente:

Para o , temos que:

Temos que o valor de e .

O número total de mols será:

Passo 4

Agora é só substituir estes valores nas equações das frações molares:

Ou:

Para o , teremos o mesmo valor:

Ou:

Para o , temos:

Resposta

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