Uma reação gasosa irreversível ocorre segundo:
. A alimentação do reator é realizada com
dos reagentes A e B . Determine:
a) O fator de expansão volumétrica.
b) A equação estequiométrica de
e
.
c) As relações estequiométricas.
d) A composição na saída do reator para
.
a) O fator de expansão volumétrica.
b) A equação estequiométrica de
c) As relações estequiométricas.
d) A composição na saída do reator para
Passo 1
Temos a reação gasosa irreversível
com alimentação inicial sem inertes, com concentrações
e
. Vamos usar o conceito de conversão de
,
, para relacionar as concentrações e vazões molares dos componentes, e calcular o fator de expansão volumétrica, as equações estequiométricas de concentração, as relações de vazões molares e, por fim, a composição na saída para
.
Passo 2
O fator de expansão volumétrica
mede a variação do número total de mols gasosos por mol de
reagido:
Aqui
e
, logo
Passo 3
Em geral, para uma reação sem inertes e coeficientes estequiométricos
(tomando
), a concentração de qualquer espécie
em função de
é
Como
, simplifica-se para
Passo 4
Aplicando ao reagente
(
) e ao produto
(
) e lembrando que
e
, obtemos
Passo 5
As relações estequiométricas para as vazões molares
(mol/s) são
Tomando
arbitrário e sabendo
,
, temos
Passo 6
Para
:
O total de concentração é
, daí as frações molares na saída são
Resposta
a)
.
b)
c)
d) Na saída para :
e
.
b)
c)
d) Na saída para