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1-) n-heptano é dehidrociclizado a tolueno no processo catalítico de hidro reforma: \mathrm{C}_{7} \mathrm{H}_{16} \rightarrow \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{CH}_{3}+4 \mathrm{H}_{2}
O n-heptano é alimentado ao reator a 480^{\circ} \mathrm{C} e os produtos da reação também saem do reator a 480^{\circ} \mathrm{C}.
Para um rendimento de 35 \% do teórico, qual é a quantidade de calor requerida para o processo por 1000 kg de tolueno produzidos? Dados: na faixa de temperatura de 25 a 480^{\circ} \mathrm{C} os valores \mathrm{C}_{p} do n-heptano e do tolueno podem ser considerados constantes e iguais respectivamente a 2,34 e 2,59 \mathrm{kJ} /\left(\mathrm{kg} \cdot{ }^{\circ} \mathrm{C}\right).

Passo 1

O enunciado descreve a reação de desidrocicloadesidrogenação do n-heptano a tolueno
\mathrm{C_7H_{16}}\;\longrightarrow\;\mathrm{C_6H_5CH_3}+4\,\mathrm{H_2}
funcionando a 480^\circ\mathrm C. Pede-se o calor total requerido para produzir 1000,kg de tolueno a um rendimento de 35\%. Para o balanço de energia precisamos de:
  1. A entalpia-padrão da reação \Delta H^\circ_{\rm rxn} (a 25^\circ\mathrm C).
  2. Os calores sensíveis \displaystyle q = m\,C_p\,(T_{\rm fim}-T_{\rm ref}) para aquecer reagentes e produtos de 25 a 480^\circ\mathrm C.

Passo 2

Verificamos que o enunciado não fornece nem as entalpias padrão de formação dos compostos nem \Delta H^\circ_{\rm rxn}. Sem essa informação não é possível calcular o calor de reação associado à transformação do n-heptano em tolueno, que é parte essencial do balanço térmico.

Resposta

Não é possível resolver o exercício, pois faltam as entalpias-padrão de formação (ou \Delta H^\circ_{\rm rxn}) necessárias para calcular o calor de reação.

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