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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 16.Problemas - Ex. 32

Uma mistura de 2   m o l s de C O , 2   m o l s de O 2 e 6   m o l s de N 2 é aquecida até 4.320   R a uma pressão de 3   a t m . Determine a composição de equilíbrio da mistura.

Passo 1

Olá!! Tudo bem por aí? Nesse problema precisamos determinar a composição de equilíbrio da reação.

Temos que as reações estequiométricas e reais neste caso são:

1. Estequiométrica: C O + 1 2 O 2 ⇌ C O 2 , onde ν C O = 1 ,     ν O 2 = 1 2   e     ν C O 2 = 1  

2. Real: 2 C O + 2 O 2 + 6 N 2 → x C O 2 ⏟ p r o d . + y C O + z O 2 ⏟ r e a g . + 6 N 2 ⏟ i n e r t e

Passo 2

Agora precisamos de relações de balanceamento da reação:

Balanceamento de C: 2 = x + y → y = 2 - x

Balanceamento de O: 6 = 2 x + y + 2 z → z = 2 - 0,5 x

logo, N t o t a l = x + y + z + 6 = 10 - 0,5 x

Passo 3

Com os dados do passo anterior podemos relacionar com a constante de equilíbrio:

K p = N C O 2 v C O 2 N C v C N O 2 v O 2 P N t o t a l ( v C O 2 - v C - v O 2 )

Onde, de acordo com a Tabela A- 28 ,   l n K p = 3,86 . Logo, K p = 47,465 .

Então temos:

47,465 = x 2 - x 2 - 0,5 x 0,5 3 10 + 0,5 x ( 1 - 1,5 )

x = 1,930

Então y = 2 - x = 0,070 e z = 2 - 0,5 x = 1,035 . Logo, a composição de equilíbrio da mistura a 4.320   R   e 3   a t m é:

1,930 C O 2 + 0,070 C O + 1,035 O 2 + 6 N 2

Resposta

1,930 C O 2 + 0,070 C O + 1,035 O 2 + 6 N 2

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