A amônia é queimada para formar ácido nítrico na seguinte reação:
Se a amônia alimenta um reator contínuo com uma vazão de
, que vazão de alimentação de oxigênio (
) corresponderia a
de excesso de
?
Passo 1
O enunciado dá a reação
e diz que a amônia alimenta o reator com vazão
. A pergunta é: qual vazão de alimentação de
(em
) corresponderia a
de excesso de
?
Passo 2
Entendendo a estequiometria (a matemática por trás da reação): os coeficientes estequiométricos na reação indicam as proporções molares entre reagentes. Aqui o coeficiente de
é
e o de
é
. Isso significa que, para cada
mol (ou kmol) de
consumido na reação, são necessários
mol (ou kmol) de
na quantidade estequiométrica (quantidade teórica exata, sem excesso). Exemplo prático: se eu tivesse
de
, precisaria de
de
.
Passo 3
Calcular a vazão estequiométrica de
(sem excesso) a partir da vazão de
:
Substituindo
,
Passo 4
Converter
de excesso em fator multiplicativo:
. Alimentação real com excesso é
Substituindo o valor da etapa anterior:
Passo 5
Verificação rápida de consistência: a vazão real é maior que a estequiométrica (como deve ser, por haver excesso) e o cálculo usou diretamente a razão de coeficientes da reação fornecida. Unidade final está em
, como pedido. Vai dar certo na prova — respira fundo, você entendeu a lógica!