A reação em fase gasosa, A B+C é conduzida em um reator batelada de volume constante (20L). 20 mols de A puro são introduzidos no reator. Pede-se.
Se a temperatura for de 127^circ C, qual é a pressão total inicial? Qual a pressão total final se a reação ocorrer em sua totalidade? ( R=0,082 L atm / K mol ).

Passo 1

Beleza, vamos resumir o que o enunciado pede:
Temos uma reação gasosa em batelada, volume constante de 20 L, com 20 mol de A puro. A reação é:
.
A temperatura é . Precisamos calcular:
  1. A pressão total inicial;
  2. A pressão total final (quando a reação vai até o fim).
    Conteúdo da matéria: Lei dos gases ideais ( ), conversão de temperatura para Kelvin, estequiometria simples para saber quantos mols teremos no final. Também vamos usar a constante dos gases .

Passo 2

Primeiro passo prático: converter a temperatura de Celsius para Kelvin. A gente sabe que
T(K) = T(^circ!C) + 273
Então
T = 127 + 273 = 400;K

Passo 3

Agora a pressão total inicial. Como só tem A no começo, o número de mols iniciais é Pi V = ni R T Longrightarrow Pi = ni R TV . Pela lei dos gases ideais:
Pi = 20 times 0,082 times 40020 = 0,082 times 400 = 32,8;atm
Substituindo valores:
Então a pressão inicial é .

Passo 4

Agora a pressão final, quando a reação vai até o fim. A reação é nf = 0 + 20 + 20 = 40;mol . Então, para cada 1 mol de A que some, surgem 1 mol de B e 1 mol de C. Se começamos com 20 mol de A e reagiu tudo, sobraram 0 mol de A, mas produzimos 20 mol de B e 20 mol de C. Logo, o total de mols no final é

Passo 5

Usando de novo Pf = nf R TV = 40 times 0,082 times 40020 = 2 times (0,082 times 400) = 2 times 32,8 = 65,6;atm , agora com :

Resposta

Pressão total inicial: 32,8 atm
Pressão total final (reação completa): 65,6 atm

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