Questão 2 (2 pontos) - Um reator tubular de 2 cm de diâmetro e 21,3 cm de comprimento processa a reação em fase gasosa entre CH4 e S2 sobre pressão e temperatura constantes. Foi realizado um experimento nesse reator na seguinte condição:
Vazão molar na entrada do <br> reator (mol / h) Vazão molar de CS2 na <br> saida do reator (mol / h)
CH4 S2 0.334
0.584 1.168
Determine a nova vazão molar de saida de CS2, porém considerando que agora há 25 % de inertes na alimentação.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um reator tubular que está fazendo uma reação entre metano ( CH4) e dissulfeto de enxofre ( S2) numa fase gasosa, mantendo pressão e temperatura constantes. No experimento inicial, sabemos a quantidade de cada reagente que entra no reator e a quantidade de dissulfeto de carbono ( CS2) que sai. Agora, querem saber qual será a nova quantidade de CS2 na saída se adicionarmos 25% de gases inertes na alimentação. Para resolver isso, vamos precisar entender fluxo molar, composição dos reagentes e como os inertes afetam a reação.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa adicionar 25% de inertes na alimentação. Gases inertes são substâncias que não reagem na reação química em questão. Então, se adicionarmos 25% de inertes, isso significa que 25% da vazão molar total na entrada será composta por esses gases que não participam da reação.

Passo 3

Vamos calcular as vazões molares de entrada com os inertes. Inicialmente, temos:
  • Vazão de CH4: 0.584 mol/h
  • Vazão de S2: 1.168 mol/h
A vazão total inicial (sem inertes) é:
Vazão total inicial = 0.584 + 1.168 = 1.752 , mol/h ã
Agora, adicionando 25% de inertes, a vazão total final será:
Vazão total final = Vazão total inicial1 - 0.25 = 1.7520.75 = 2.336 , mol/h ãã

Passo 4

Desse total, 25% são inertes, então a vazão molar de inertes é:
Vazão de inertes = 0.25 times 2.336 = 0.584 , mol/h ã
As vazões molares dos reagentes CH4 e S2 permanecem as mesmas:
Vazão de CH4 = 0.584 , mol/h ã
Vazão de S2 = 1.168 , mol/h ã

Passo 5

Agora, a vazão molar total com os inertes é:
Vazão total com inertes = 0.584 + 1.168 + 0.584 = 2.336 , mol/h ã

Passo 6

A presença de inertes não afeta diretamente a quantidade de CS2 formada, já que eles não participam da reação. Portanto, a síntese de CS2 dependerá apenas das vazões molares dos reagentes CH4 e S2.

Passo 7

Assumindo que a eficiência da reação permanece a mesma com a adição dos inertes, a vazão molar de CS2 na saída tamb��m permanece inalterada:
Vazão molar de CS2 = 0.334 , mol/h ã

Resposta

A nova vazão molar de CS2 na saída do reator, mesmo com 25% de inertes na alimentação, é de 0,334 mol/h.

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