Em dada mistura de gases ocorrem as seguintes reações irreversíveis:
Obtenha as expressões que relacionam as frações molares de cada componente aos graus de avanço das reações, considerando que 5 mols de A e 2 mols de B estejam inicialmente presentes num reator batelada.
Passo 1
O enunciado descreve duas reações irreversíveis num reator batelada, com composição inicial de
mols de
e
mols de
. As reações são
Para relacionar as frações molares aos graus de avanço, vamos usar o método do avanço de reação (extent of reaction) e balanços de matéria.
Passo 2
Definimos os graus de avanço das reações como
para a primeira reação e
para a segunda, ambos em mols. Eles representam quantos mols de reação ocorreram de cada uma.
Passo 3
Escrevemos as variações de mol de cada espécie como soma dos contributos de cada reação. Seja
o número inicial de mols e
o número final de mols:
A variação de mols de cada componente é
Substituindo
e
, fica
Passo 4
O número total de mols no sistema é
Somando as expressões acima:
Passo 5
As frações molares
são definidas por
Logo, em função de
e
, temos
Resposta
As frações molares em função dos graus de avanço
e
são: