Amônia sofre combustão para formar ácido nítrico. Calcule as seguintes quantidades: mol de NO produzido por mol de O2 reagido; o fluxo molar de oxigênio correspondente a uma alimentação de NH3 de 50 kg / h, se os reagentes são alimentados em proporções estequiométricas; a massa de NO produzida se 200 kg de amônia e 200 kg de oxigênio reagem e a reação é completa. (R:0,8; 118 kg/h; 150 kg)

Passo 1

Beleza, temos essa reação de amônia “pegando fogo” pra virar óxido nítrico (NO) antes de ir pro ácido nítrico. A equação estequiométrica é:
4,NH3 ;+; 5,O2 ;longrightarrow; 4,NO ;+; 6,H2O
O conteúdo aqui é estequiometria: usar as proporções (coeficientes) da reação pra achar quantos mols ou quanta massa entra e sai. Vamos precisar de:
  • Coeficientes da reação
  • Massa molar de (17 g/mol), de (32 g/mol) e de (30 g/mol)
  • Relações de “mol a mol” (razões estequiométricas)

Passo 2

Primeiro item: “mol de NO produzido por mol de mol NOmol O2 ;=; 45 ;=;0,8 reagido”.
– Na equação, para cada 5 mol de entram, saem 4 mol de NO.
– Logo, a razão é

Passo 3

Segundo item: “fluxo molar de nNH3 = 50,000;g/h17;g/mol approx 2941,2;mol/h ” quando alimentamos 50 kg/h de nO2 = nNH3times 54 approx 2941,2times 54 =3676,5;mol/h em proporções estequiométricas.
  1. Converto 50 kg/h de mO2 =3676,5;mol/htimes 32;g/mol approx117,648;g/h approx117,65;kg/happrox118;kg/h em mol/h:
  1. Pela reação, para cada 4 mol de eu preciso de 5 mol de . Então:
Se quiser até a massa de :

Passo 4

Terceiro item: “massa de NO produzida se 200 kg de nNH3 =200,000,g17,g/mol approx11,764,7;mol, nO2 =200,000,g32,g/mol =6250;mol e 200 kg de 11,764,7times54 =14,705,9;mol;de;O2, reagem completamente”.
  1. Converto em mol:
nNO =6250times 45 =5000;mol
  1. Vejo qual é o limitante: para consumir 11 764,7 mol de mNO =5000;moltimes30;g/mol =150,000;g =150;kg eu precisaria de
mas só tenho 6250 mol de . Então o é limitante e vai reagir todo.
3) Mol de NO formado = mol de reagido × (4/5):
  1. Converto em massa:

Resposta

  1. 0,8 mol de NO por mol de O₂
  2. 3676,5 mol/h de O₂ (≈118 kg/h)
  3. 150 kg de NO

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