Exercício 8 -
Exercício Resolvido
A reação de produção de óxido nítrico é processada em um reator batelada a 500 K e
na presença de
em mols de ar atmosférico.
Escreva as equações das concentrações das espécies químicas em função da conversão da amônia, considerando gases ideais e que o reator opera isotermicamente a pressão a constante.
Exercício Resolvido
Passo 1
O enunciado trata de uma reação gasosa num batelada a
e
, com mistura inicial contendo
em mols de ar atmosférico e
de
. A reação é
Queremos escrever as concentrações de cada espécie em função da conversão de
, definida por
Para isso vamos precisar:
- Definir um caudal base (por exemplo
mol total do batelada). - Calcular os mols iniciais de cada componente (
, , ). - Expressar moles de cada espécie em função de
. - Usar a idealidade (
) para obter em função de .
Passo 2
Escolhendo
mol como base, os mols iniciais são:
onde o ar é
de
e
de
. Logo
e não há
nem
iniciais.
Passo 3
Para conversão
de
temos o avanço da reação
(sabendo que 4 mols de
reagem por mol de avanço).
Assim os mols de cada espécie são:
Assim os mols de cada espécie são:
Passo 4
O número total de mols no instante de conversão
é
Como o reator opera isotermicamente e a pressão é constante, vale para qualquer instante
Passo 5
Substituindo
e
obtemos para cada espécie: