A decomposição térmica do óxido nitroso é dada pela reação:
e ocorre a 1030 K e 1 atm.
Se
de
for tratado, qual é o fluxo volumétrico de
e
que deixam o reator? Considere os gases como ideais
e ocorre a 1030 K e 1 atm.
Se
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma reação química onde o óxido nitroso (
) se decompõe em nitrogênio (
) e oxigênio (
) a uma certa temperatura e pressão. O que precisamos descobrir é qual o fluxo volumétrico desses gases que saem do reator quando tratamos uma certa quantidade de
. Para isso, vamos precisar usar a estequiometria da reação e a Lei dos Gases Ideais.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a massa de
que está sendo tratada para mols por hora. Sabemos que estamos tratando
de
.
Para isso, usamos a fórmula:
A massa molar do
é:
Convertendo a massa para gramas:
Agora, calculamos os mols:
Passo 3
Agora que sabemos quantos mols de
estão se decompondo por hora, vamos usar a estequiometria da reação para descobrir quantos mols de
e
são produzidos.
A reação é:
Isso significa que para cada mol de
que se decompõe, produzimos 1 mol de
e 0,5 mol de
.
Então, multiplicamos os mols de
pela estequiometria:
Passo 4
Agora, vamos usar a Lei dos Gases Ideais para encontrar o volume que cada gás ocupa nas condições dadas (1030 K e 1 atm). A fórmula da Lei dos Gases Ideais é:
Onde:
-
é a pressão (1 atm) -
é o volume -
é o número de mols -
é a constante dos gases ideais ( ) -
é a temperatura (1030 K)
Vamos rearrumar a fórmula para encontrar
:
Calculando para
:
E para
:
Resposta
a) O fluxo volumétrico de
é aproximadamente
;
b) O fluxo volumétrico de
é aproximadamente
.