Os produtos de combustão de hidrogênio com oxigênio puro apresentam temperatura e pressão iguais a 3800 K   e   50   k P a . Considerando que a mistura produzida no processo é composta por H 2 O , O 2 , O H   e   H 2 , determine a composição da mistura no equilíbrio.

Passo 1

E aí bonit@s, tudo bem com vocês?

Se liguem só, esse problema é muito parecido com o exemplo 15.7 do texto com a única diferença que temos T = 3800 K e P = 50 k P a . Sendo assim, da tabela A.11 teremos

ln ⁡ k 1 = - 1,906 → k 1 = 0,14867

ln ⁡ k 2 = - 0,984 → k 2 = 0,3738

Com isso nós temos duas equações dadas por

K 1 = 2 a + b 1 - 2 a - 2 b 2 ⋅ a 1 + a + b = k 1 p p 0 = 0,29734       i

K 2 = 2 a + b 1 + a + b ⋅ 2 b 1 - 2 a - 2 b 2 = k 2 p p 0 = 0,7476         i i

Dividindo i i por i obtemos

4 b 2 2 a + b ⋅ a = 0,7476 0,29734 = 2,5143 → 2 a 2 + b a - 1,5909 b 2 = 0

Então, temos

a = - b 4 ± 1 4 ⋅ b 2 - 4 ⋅ 2 ⋅ - 1,5909 b 2

Considerando só o valor de raíz positivo vamos encontrar

a ≈ 0,676256 b

Substituindo esse valor em i encontramos

b = 0,2104 ,     a = 0,14228

Então nossa composição será

n H 2 O = 1 - 2 a - 2 b = 0,29464

n H 2 = 2 a + b = 0,49496

n O 2 = a = 0,14228

n O H = 2 b = 0,4208

Pronto, tá resolvido nosso exercício.

Resposta

n H 2 O = 0,29464

n H 2 = 0,49496

n O 2 = 0,14228

n O H = 0,4208

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