Reação em fase gasosa. Uma mistura de 28 % de SO2 e 72 % de ar ( 21 % de O2 e 79 % de N2) é alimentada a um reator de escoamento no qual o SO2 é oxidado. Pressão total é 1485 kPa e a temperatura é constante e igual a 227^circ C.
2 SO2+O2 2 SO3
Expresse as concentrações dos componentes substituindo-se os valores disponíveis.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que a gente tem uma mistura gasosa com 28 % de SO₂ e 72 % de ar (que é 21 % de O₂ e 79 % de N₂), a 1485 kPa e 227 °C. A reação é
2,SO2 + O2 2,SO3
O que nos pedem é determinar as concentrações (mol por volume) dos componentes antes da reação, usando a lei dos gases ideais. Vamos precisar de:
  • Transformar temperatura pra Kelvin: T = 227 + 273 = 500; K
  • R constante dos gases em unidades compatíveis, por exemplo R = 8,314;kPa,m^3kmol,K
  • Frações molares: ySO2=0,28, yO2=0,72times0,21=0,1512, yN2=0,72times0,79=0,5688

Passo 2

Aplicar a lei dos gases ideais em forma de concentração:
ci = piR,T,
onde pi = yi,P é a pressão parcial de cada gás.

Passo 3

– Calcular a pressão parcial de cada componente:
pSO2=0,28times1485=415,8;kPa,
pO2=0,1512times1485approx224,5;kPa,
pN2=0,5688times1485approx844,4;kPa

Passo 4

– Agora a concentração de cada um:
cSO2 = 415,88,314times500approx0,1001;kmol/m^3,
cO2 = 224,58,314times500approx0,0540;kmol/m^3,
cN2 = 844,48,314times500approx0,2030;kmol/m^3

Resposta

As concentrações iniciais são aproximadamente:
$

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