As reações
l C2 H6 C2 H4+H2 C2 H6+H2 2 CH4
Ocorrem em um reator contínuo em estado estacionário. A alimentação contém 85% molar de etano (C2 H6) e o resto são inertes (I). A conversão do etano é 70% e o rendimento do etileno (C2 H4) é 65%.
Considerando uma alimentação de etano de 100 mol / h, calcule a extensão de metano.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício trata de reações químicas envolvendo etano (C₂H₆) que está sendo transformado em etileno (C₂H₄) e metano (CH₄) num reator contínuo. A gente precisa calcular quanto metano está sendo produzido por hora quando começamos com 100 mol de etano por hora. Para isso, vamos usar conhecimentos de balanço de matéria e rendimento das reações.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a alimentação. Temos 100 mol/h de etano (C₂H₆) e 15% são inertes (I), mas como estamos focando apenas no etano e nos produtos, podemos ignorar os inertes para esse cálculo.

Passo 3

A conversão de etano é de 70%, ou seja, de 100 mol/h, 70 mol/h de etano estão reagindo e 30 mol/h permanecem não reagidos.

Passo 4

Das 70 mol/h que reagiu, 65% desse etano convertido forma etileno (C₂H₄). Então, vamos calcular:
Mol de C2H4 = 70 , mol/h times 0,65 = 45,5 , mol/h

Passo 5

Agora, o restante do etano convertido forma metano (CH₄) segundo a segunda reação:
C2H6 + H2 2 CH4
Sabemos que 70 mol/h de etano reagiram e 45,5 mol/h foram para C₂H₄, então:
Mol de C2H6 para CH4 = 70 , mol/h - 45,5 , mol/h = 24,5 , mol/h

Passo 6

Pela reação, cada mol de C₂H₆ que reage para formar CH₄ gera 2 mol de CH₄. Então:
Mol de CH4 = 24,5 , mol/h times 2 = 49 , mol/h

Resposta

A extensão de metano produzida é de 49 mol/h.

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