Questão 2 (2 pontos) - Um reator tubular de 2 cm de diâmetro e
de comprimento processa a reação em fase gasosa entre
e
sobre pressão e temperatura constantes. Foi realizado um experimento nesse reator na seguinte condição:
Vazão molar na entrada do <br> reator
|
Vazão molar de
|
|
---|---|---|
|
|
0.334 |
0.584 | 1.168 |
Determine a nova vazão molar de saida de
, porém considerando que agora há
de inertes na alimentação.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um reator tubular que está fazendo uma reação entre metano (
) e dissulfeto de enxofre (
) 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 (
) que sai. Agora, querem saber qual será a nova quantidade de
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
: 0.584 mol/h - Vazão de
: 1.168 mol/h
A vazão total inicial (sem inertes) é:
Agora, adicionando 25% de inertes, a vazão total final será:
Passo 4
Desse total, 25% são inertes, então a vazão molar de inertes é:
As vazões molares dos reagentes
e
permanecem as mesmas:
Passo 5
Agora, a vazão molar total com os inertes é:
Passo 6
A presença de inertes não afeta diretamente a quantidade de
formada, já que eles não participam da reação. Portanto, a síntese de
dependerá apenas das vazões molares dos reagentes
e
.
Passo 7
Assumindo que a eficiência da reação permanece a mesma com a adição dos inertes, a vazão molar de
na saída tamb��m permanece inalterada:
Resposta
A nova vazão molar de
na saída do reator, mesmo com 25% de inertes na alimentação, é de 0,334 mol/h.