A decomposição térmica do óxido nitroso é dada pela reação:
N2 O N2+0,5 O2
e ocorre a 1030 K e 1 atm.
Se 0,1 kg / h de N2 O for tratado, qual é o fluxo volumétrico de N2 e O2 que deixam o reator? Considere os gases como ideais
Resp: a) VN 2=191,9 L / h ; b) VO 2=95,9 L / h

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 Número de mols = MassaMassa molar que está sendo tratada para mols por hora. Sabemos que estamos tratando N2O = 2 times 14,01 , g/mol + 16,00 , g/mol = 44,02 , g/mol de 0,1 , kg/h = 100 , g/h .
Para isso, usamos a fórmula:
Mols de N2O = 100 , g/h44,02 , g/mol approx 2,273 , mol/h ú
A massa molar do é:
Convertendo a massa para gramas:
Agora, calculamos os mols:

Passo 3

Agora que sabemos quantos mols de N2O N2 + 0,5 , O2 estão se decompondo por hora, vamos usar a estequiometria da reação para descobrir quantos mols de Mols de N2 = 2,273 , mol/h times 1 = 2,273 , mol/h e Mols de O2 = 2,273 , mol/h times 0,5 = 1,1365 , mol/h 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:
PV = nRT
Onde:
  • V = nRTP é a pressão (1 atm)
  • VN2 = 2,273 , mol/h times 0,0821 , L·atm/mol·K times 1030 , K1 , atm approx 191,9 , L/h é o volume
  • VO2 = 1,1365 , mol/h times 0,0821 , L·atm/mol·K times 1030 , K1 , atm approx 95,9 , L/h 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 .

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