Considere um reator isotérmico, monofásico, operando em regime estacionário e a pressão constante. Faça o que se pede em cada condição de reator:
Dada uma alimentação gasosa, CA0=CB0=100 ; A+2 B R ; CA=20; encontre XA, XB e CB

Passo 1

Beleza, então o que rolou aqui? A gente tem um reator isotérmico, monofásico, em regime estacionário e P constante. A alimentação é gasosa com
  • Cₐ₀ = 100
  • C_b₀ = 100
e a reação é
  A + 2 B → R.
Depois de um tempo (ou no ponto que você escolher), mediram Cₐ = 20 e querem saber:
  1. Conversão de A, Xₐ
  2. Conversão de B, X_b
  3. Concentração de B, C_b
Para resolver isso sem pular etapas, a gente vai usar:
  • Definição de conversão (Xᵢ = (Cᵢ₀ – Cᵢ)/Cᵢ₀)
  • A correção pra gases a P constante:
CA ;=; CA0;(1 - XA)1 + varepsilon,XA
onde
varepsilon = sum nurm produtos - sum nurm rea>=ntesnuA

Passo 2

Calcular ε. Na reação A + 2B → R temos:
  • ν_total reagentes = 1(A) + 2(B) = 3
  • ν_total produtos = 1® = 1
Logo
varepsilon = 1 - 31 = -2

Passo 3

Montar a equação pra Cₐ em função de Xₐ:
CA ;=; 100;(1 - XA)1 + (-2),XA Longrightarrow 20 = 100,1 - XA1 - 2,XA
Resolver:
20·(1 − 2Xₐ) = 100·(1 − Xₐ)
20 − 40Xₐ = 100 − 100Xₐ
100Xₐ − 40Xₐ = 100 − 20
60Xₐ = 80
Xₐ = 80/60 = 4/3 ≃ 1,33

Passo 4

Calcular C_b usando a mesma correção (estequiometria + variação volumétrica):
CB ;=; CB0;1 - 2,XA1 + varepsilon,XA ;=; 100;1 - 2,(4/3)1 - 2,(4/3) ;=; 100;1 - 8/31 - 8/3 ;=; 100

Passo 5

Finalmente, a conversão de B:
XB = CB0 - CBCB0 = 100 - 100100 = 0

Resposta

Xₐ ≃ 1,33 ; C_b = 100 ; X_b = 0

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