1. A reação entre etileno é ácido bromídrico para formar etil-bromato acontece num reator contínuo. A corrente de produto é analisada e encontra-se que contém 50 % em moles de C2 H5 Br e 33,3% em moles de HBr. A alimentação contém somente etileno e ácido bromídrico. Calcule a fração de conversão do reagente limitante e a porcentagem em excesso do outro.

Passo 1

O enunciado dá a reação
C2H4 + HBr longrightarrow C2H5Br
num reator contínuo. A corrente de produto tem frações molares de 0,50 em C2H5Br e 0,333 em HBr. Na alimentação só há C2H4 e HBr. Queremos achar (a) a fração de conversão do reagente limitante e (b) a porcentagem em excesso do outro reagente.

Passo 2

Seja nrm tot o total de mols na corrente de produto. Então, em mols:
– produto: xi = 0,50,nrm tot (essa é a extensão de reação)
HBr não reagido: nrm HBr,,out = 0,333,nrm tot
C2H4 não reagido:
nrm C2H4,,out = nrm tot - 0,50,nrm tot - 0,333,nrm tot = 0,167,nrm tot

Passo 3

Sejam a e b as mols de alimentação de C2H4 e de HBr. A reação consome xi mols de cada um, logo:
a - xi = 0,167,nrm tot, b - xi = 0,333,nrm tot
Mas sabemos xi=0,50,nrm tot. Substituindo,
a = 0,50,nrm tot + 0,167,nrm tot = 0,667,nrm tot,
b = 0,50,nrm tot + 0,333,nrm tot = 0,833,nrm tot
Como b>a, o reagente limitante é C2H4.

Passo 4

A fração de conversão de C2H4 é
X = mols reagidosmols alimentados = xia = 0,50,nrm tot0,667,nrm tot =0,75
Em porcentagem, X=75%.

Passo 5

A quantidade de HBr necessária para reagir totalmente com C2H4 teria sido a=0,667,nrm tot, mas entrou b=0,833,nrm tot. Assim o excesso de HBr relativo ao estequiométrico é
b - aatimes 100% = 0,833-0,6670,667times100% =0,25times100% =25%

Resposta

Fração de conversão do reagente limitante ( C2H4): 75%.
Porcentagem em excesso de HBr: 25%.

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