(Exercício 3.10, G.V. Reklaitis,
. Ed.) Superfosfato é produzido reagindo-se fosfato de cálcio com ácido sulfúrico conforme a reação:
Se_20000 kg/dia de fosfato de cálcio contendo
em massa de impurezas inertes são regidos com
dia de ácido sulfúrico
enn-massa, determinar a taxa de produção de superfosfato admitindo que a conversão do reagente limitante seja igual a 95%. (Resposta: 52,71 kmol/dia)
Passo 1
O enunciado dá a reação
e informa que entram por dia
kg de fosfato de cálcio com
de inertes e
kg de ácido sulfúrico a
em massa. Queremos a taxa de produção de superfosfato sabendo que o reagente limitante converte só
. Vamos usar conceitos de massa de reagente puro, conversão e reagente limitante na estequiometria.
Passo 2
Calcular massa diária de reagente puro:
para o fosfato de cálcio, a fração pura é , logo
para o fosfato de cálcio, a fração pura é
para o ácido sulfúrico a
, a massa pura é
Passo 3
Determinar quantidades de mols:
massa molar do fosfato de cálcio
massa molar do fosfato de cálcio
logo
massa molar do ácido sulfúrico
logo
Passo 4
Determinar o reagente limitante pela razão estequiométrica. A reação consome
mol de fosfato para cada
mol de ácido, ou seja, precisaria de
para consumir todo o fosfato. Como há disponível
kmol de ácido, o reagente limitante é o fosfato de cálcio.
Passo 5
Calcular produção de superfosfato na conversão de
do fosfato limitante. Como a estequiometria é
mol de fosfato
mol de superfosfato,
Resposta
A taxa de produção de superfosfato é aproximadamente
kmol/dia.