Etanol pode ser produzido comercialmente pela reação:
Parte do produto se transforma em éter dietílico por uma reação secundária:
A alimentação é composta por etileno, vapor dágua e inertes. O gás efluente do reator contém 4,3% etileno,
etanol,
éter,
gases inertes e o restante, vapor dágua.
Rendimento em etanol.
Rendimento em etanol.
Passo 1
O exercício fala de duas reações ligadas:
- a hidratação do etileno formando etanol
- uma reação secundária que transforma parte do etanol em éter dietílico
Eles nos dão a composição molar do efluente do reator e pedem o rendimento em etanol.
Conteúdo: este problema é de balanço de massa/mol e rendimento (yield). Vamos usar:
Conteúdo: este problema é de balanço de massa/mol e rendimento (yield). Vamos usar:
- Base de cálculo (por exemplo, 100 mol de efluente).
- Balanço estequiométrico para descobrir quantos mols de etanol foram formados na reação principal.
- Definição de rendimento: moles de etanol formados na reação principal dividido pelos moles de etileno alimentado, tudo vezes 100%.
Passo 2
Vamos adotar uma base de 100 mol de efluente. Com isso, as porcentagens viram moles diretamente:
- C₂H₄ não reagido: 4,3 mol
- C₂H₅OH (etanol): 2,5 mol
- (C₂H₅)₂O (éter): 0,14 mol
- Gases inertes: 9,3 mol
- Resto = H₂O:
Passo 3
Descobrir quantos mols de etanol saíram da reação principal (antes de parte virar éter).
- Chamemos de
os mols de etanol formados na reação principal. - Depois,
mol de etanol formam mol de éter, e temos 0,14 mol de éter.
Então etanol consumido para éter =mol. - Dos
formados, sobram 2,5 mol no produto (o resto virou éter):
Passo 4
Agora, moles de etileno que entraram:
- Parte ficou sem reagir (4,3 mol)
- Parte reagiu formando etanol na reação principal (mesmo número de mols,
, porque 1 mol C₂H₄ → 1 mol C₂H₅OH).
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Passo 5
O rendimento em etanol é dado por
Resposta
Rendimento em etanol = 39,3%