Butano, um dos componentes do gás de cozinha, pode ser produzido a partir da reação:
C3 H6+CH4 C4 H10
Qual a quantidade de metano ( kg / h ) que deve ser alimentado ao reator para processar 5 ton/h de propeno, sabendo que a reação é completa? Qual a produção de butano?
Resp: a) 1904,8 kg / h ; b) 6,9 ton / h

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre a produção de butano a partir do propeno e metano usando uma reação química. A gente vai precisar usar conceitos de estequiometria, que é basicamente a parte da química que estuda as relações entre as quantidades de reagentes e produtos em uma reação química. Vamos calcular quanto de metano precisamos para reagir com 5 toneladas por hora de propeno e também quanto de butano será produzido nessa reação completa.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação balanceada da reação:
C3 H6 + CH4 C4 H10
Essa equação já está balanceada, o que significa que as quantidades de átomos de cada elemento estão iguais nos dois lados da seta.

Passo 3

Agora, vamos calcular as massas molares de cada substância envolvida:
  • Propeno ( C3 H6):
    • Carbono ©: 12 g/mol
    • Hidrogênio (H): 1 g/mol
    • Massa molar: (3 times 12) + (6 times 1) = 42 , g/mol
  • Metano ( CH4):
    • Carbono ©: 12 g/mol
    • Hidrogênio (H): 1 g/mol
    • Massa molar: (1 times 12) + (4 times 1) = 16 , g/mol
  • Butano ( C4 H10):
    • Carbono ©: 12 g/mol
    • Hidrogênio (H): 1 g/mol
    • Massa molar: (4 times 12) + (10 times 1) = 58 , g/mol

Passo 4

Vamos converter a taxa de produção de propeno de toneladas por hora para kg/h, já que queremos a quantidade de metano em kg/h:
5 , ton/h = 5000 , kg/h

Passo 5

Usando a equação balanceada, vemos que 1 mol de propeno reage com 1 mol de metano para produzir 1 mol de butano. Então, a relação molar entre propeno e metano é 1:1.
Vamos calcular quantos moles de propeno estamos usando por hora:
Mo<=s de propeno = MassaMassa molar = 5000 , kg/h times 1000 , g/kg42 , g/mol approx 119047.62 , mol/h

Passo 6

Como a relação é 1:1, precisamos da mesma quantidade de moles de metano:
Mo<=s de metano = 119047.62 , mol/h
Agora, vamos converter os moles de metano para kg/h:
Massa de metano = Mo<=s times Massa molar = 119047.62 , mol/h times 16 , g/mol = 1904761.92 , g/h approx 1904.8 , kg/h

Passo 7

Agora, para calcular a produção de butano, vemos que 1 mol de propeno produz 1 mol de butano. Então, teremos também 119047.62 moles de butano por hora.
Convertendo para massa:
Massa de butano = 119047.62 , mol/h times 58 , g/mol = 6904761.96 , g/h approx 6.9 , ton/h

Resposta

a) 1904,8 kg / h;
b) 6,9 ton / h

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