Considere o sistema de reações independentes apresentado.
Se a alimentação é uma corrente composta por metano e água em uma proporção de 4 moléculas de água para 1 molécula de metano e o sistema opera a 1 bar, calcule a composição de equilíbrio a
;
Passo 1
O problema trata do equilíbrio químico de duas reações independentes de reforma a vapor do metano a
e
:
A alimentação contém metano e água na razão de
mol de
para
mol de
, sem
,
ou
. Vamos usar o método dos prolongamentos (extensões) e as constantes de equilíbrio em pressão parcial
e
a
.
Passo 2
Definimos as extensões
e
para as reações (
) e (
). As mols iniciais e finais são:
O total de mols no equilíbrio é
Passo 3
As constantes de equilíbrio em termos de frações molares
e
valem
A
pesquisamos em tabelas termodinâmicas
de formação e obtemos
e
.
Passo 4
Como
, a reação (
) praticamente não anda, isto é
, ficando só a segunda reação ativa. Para
simplificamos:
Substituímos essas expressões em
e resolvemos numericamente para
. O valor de
sai em torno de
.
Passo 5
Com
e
obtemos as frações molares no equilíbrio:
Resposta
y
y
y
y
y
y
y
y
y