A corrente gasosa oriunda de um queimador de enxofre é composta, em base molar, por
de
de
e
de
. Essa corrente gasosa, a 1 bar e
, é alimentada em um conversor catalítico, onde o
é oxidado a
. Considerando que a reação atinja o equilíbrio, qual a quantidade de calor que deve ser retirada do conversor de modo a manter condições isotérmicas? Tome como base para a sua resposta 1 mol de gás na alimentação.
Resp. Q = -14314 J/mol.
Resp. Q = -14314 J/mol.
Passo 1
O enunciado descreve uma corrente gasosa, à base molar, com 15 % de
, 20 % de
e 65 % de
, a
bar e
(ou seja
K). Essa mistura entra num conversor onde ocorre a reação
atingindo equilíbrio (assumimos, para fins de cálculo do calor, conversão completa do
). Queremos saber a quantidade de calor a ser removida para manter isotermia, tomando como base 1 mol de gás alimentado.
Passo 2
Começamos pela entalpia padrão de reação a 298 K, que é
Passo 3
Para ajustar a 753 K, usamos a aproximação de
constantes. Adotamos:
Logo
Passo 4
A variação de entalpia a
K é
Passo 5
Na alimentação de 1 mol de gás, apenas 15 % é
, logo reagem
mol. O calor total removido é