Carbono sólido é produzido pela decomposição do metano:
Para o equilíbrio a
e 1 bar, qual é a composição da fase gás, se o reator é alimentado com metano puro, e qual a fração do metano que se decompõe?
Resp. У
у
Resp. У
Passo 1
O enunciado trata da reação de decomposição do metano em carbono sólido e hidrogênio a
(923 K) e 1 bar:
Queremos a composição da fase gasosa e a fração de metano convertido, sabendo que o sólido de carbono tem atividade unitária. Para resolver, vamos usar o equilíbrio químico em termos de
e um balanço de matéria em função do avanço
.
Passo 2
Escrevemos a expressão de equilíbrio em termos de pressões parciais. Como a atividade de
é 1,
Como a pressão total é
bar, temos
.
Passo 3
Fazendo um balanço de matéria para 1 mol de
inicial e avanço
:
– :
– :
– total de gás: .
As frações molares são
–
–
– total de gás:
As frações molares são
Passo 4
Substituindo em
obtemos
Logo
Passo 5
A
K, valores de tabelas termodinâmicas dão
Logo
As frações molares ficam
Resposta
y
y
y