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Enunciado

Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 10

Uma mistura gasosa com a análise molar de 25% H2, 25% de CO, 50% de O2 reage para gerar produtos que consistem apenas de CO2, H2O e O2. Determine a quantidade de cada produto, em kg por kg da mistura.

Passo 1

Saalve, tranquilo?

Vamos resolver juntos mais uma questão de termodinâmica?!

Passo 2

Escrevendo a equação química

0,25 H 2 + 0,25 C O + 0,5 O 2 → α C O 2 + β H 2 O + γ O 2

Aplicando o princípio de conservação de massa ao carbono, hidrogênio, oxigênio, respectivamente

  • Carbono C : α = 0,25
  • Hidrogênio H 2 : β = 0,25
  • Oxigênio O 2 : 0,25 / 2 + 0,5 = α + β / 2 + γ → γ = 0,25

Então, a equação química balanceada é

0,25 H 2 + 0,25 C O + 0,5 O 2 → 0,25 C O 2 + 0,25 H 2 O + 0,25 O 2

Passo 3

Convertendo a analise molar para uma base mássica

Passo 4

Achando a massa total da mistura

∑ m = m H 2 + m C O + m O 2 = 0,504 + 7,0025 + 16 = 23,5065   k g / k m o l   m i s t u r a

Passo 5

Achando a quantidade C O 2 na mistura

m C O 2 = n C O 2 ∑ m ⋅ M C O 2 = 0,25   k m o l C O 2 / k m o l   m i s t u r a 23,5065   k g / k m o l   m i s t u r a ⋅ 44,01 k g C O 2 k m o l C O 2

∴ m C O 2 = 0,468   k g / k g   mistura

Passo 6

Achando a quantidade H 2 O na mistura

m H 2 O   = n H 2 O ∑ m ⋅ M H 2 O   = 0,25   k m o l H 2 O / k m o l   m i s t u r a 23,5065   k g / k m o l   m i s t u r a ⋅ 18,02 k g H 2 O k m o l H 2 O

∴ m H 2 O = 0,1916   k g / k g   mistura

Passo 7

Achando a quantidade O 2 na mistura

m O 2   = n O 2 ∑ m ⋅ M O 2   = 0,25   k m o l O 2 / k m o l   m i s t u r a 23,5065   k g / k m o l   m i s t u r a ⋅ 32 k g O 2 k m o l O 2

∴ m O 2 = 0,3403   k g / k g   mistura

Resposta

m C O 2 = 0,468   k g / k g   mistura

m H 2 O = 0,1916   k g / k g   mistura

m O 2 = 0,3403   k g / k g   mistura

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