Uma mistura de gás natural tem uma análise molar mostrada a seguir. Determine a análise molar dos produtos para a combustão completa com 70% de ar seco em excesso.

Combustível

CH4

H2

NH3

yi

25%

30%

45%

Passo 1

Saalve, tranquilo?

Vamos resolver juntos mais uma questão de termodinâmica?!

Passo 2

Escrevendo a equação para a reação com 70 % de excesso de ar úmido

0,25 C H 4 + 0,3 H 2 + 0,45 N H 3 + 1,7 O 2 + 3,76 N 2 → a C O 2 + b H 2 O + c N 2 + d O 2

Aplicando a conservação de massa ao carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio, respectivamente

  • Carbono C : a = 0,25
  • Hidrogênio H : 2 b = 4 ⋅ 0,25 + 2 ⋅ 0,3 + 3 ⋅ 0,45 → b = 1,475
  • Nitrogênio N : 2 c = 0,45 + 1,7 ⋅ 3,76 ⋅ 2 → c = 6,617
  • Oxigênio O : 2 d + 2 a + b = 2 ⋅ 1,7 → d = 0,7125

Passo 3

Escrevendo a equação balanceada para essa reação

0,25 C H 4 + 0,3 H 2 + 0,45 N H 3 + 1,7 O 2 + 3,76 N 2

→ 0,25 C O 2 + 1,475 H 2 O + 6,617 N 2 + 0,7125 O 2

Passo 4

Calculando a porcentagem molar de dióxido de carbono, água, nitrogênio e oxigênio, respectivamente

M C O 2 = 0,25 0,25 + 1,475 + 6,617 + 0,7125 ⋅ 100 = 2,761

M H 2 O = 1,475 0,25 + 1,475 + 6,617 + 0,7125 ⋅ 100 = 16,29 %

M N 2 = 6,617 0,25 + 1,475 + 6,617 + 0,7125 ⋅ 100 = 73,07 %

M O 2 = 0,7125 0,25 + 1,475 + 6,617 + 0,7125 ⋅ 100 = 7,86 %

Resposta

M C O 2 = 2,761

M H 2 O = 16,29 %

M N 2 = 73,07 %

M O 2 = 7,86 %

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