Células combustíveis fornecem uma fonte de energia alternativa atraente. Porém estas necessitam de um fluxo de alimentação de hidrogênio para operar. Considere uma célula baseada na conversão direta de metanol para formar hidrogênio:
. Para esta reação sendo realizada a
e uma baixa pressão, com 2 moles de água para 1 de metanol, um avanço da reação de 0,87 moles é observado. Qual a composição de equilíbrio do hidrogênio?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre células combustíveis que usam hidrogênio como fonte de energia. Especificamente, tem uma reação química onde água (
) e metanol (
) reagem para formar dióxido de carbono (
) e hidrogênio (
). O que a gente precisa descobrir é qual é a quantidade de hidrogênio no equilíbrio dessa reação, sabendo que a reação avançou 0,87 moles.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a reação química:
Aqui, 1 molécula de água reage com 1 molécula de metanol para produzir 1 molécula de dióxido de carbono e 3 moléculas de hidrogênio. Essa é a estequiometria da reação.
Passo 3
Vamos definir as quantidades iniciais dos reagentes. Diz que temos 2 moles de água para cada 1 mole de metanol. Então, se considerarmos 1 mole de metanol, teremos 2 moles de água inicialmente.
Passo 4
Agora, vamos considerar o avanço da reação, que é de 0,87 moles. Isso significa que 0,87 moles de água e 0,87 moles de metanol vão reagir, produzindo 0,87 moles de dióxido de carbono e
moles de hidrogênio.
Resposta
A composição de equilíbrio do hidrogênio é de 2,61 moles.