Um reator utiliza carbono como combustível segundo a reação abaixo:
Se são queimados 2 kg de carbono com
de excesso de ar, determine:
Volume de ar necessário (
)
Volume de ar necessário (
Passo 1
O enunciado pede o volume de ar (em
) necessário para queimar completamente
de carbono segundo a reação
quando é usado
de excesso de ar. Dados e suposições que vamos usar:
- Massa de carbono:
. - Reação estequiométrica:
mol de consome mol de . - Massa molar do carbono:
. - Fração molar (ou volumétrica) de
no ar: (aproximação usual: de por volume). - Volume molar nas condições normais (Nm):
(ou seja, em N). - Excesso de ar
significa fornecer vezes o ar estequiométrico.
Passo 2
Calcular a quantidade de substância (em
) de carbono que será queimada. Fórmula:
Substituindo os valores:
Passo 3
Pela estequiometria da reação, cada mol de
consome 1 mol de
. Logo a quantidade estequiométrica de
necessária é igual à quantidade de
:
Passo 4
Converter a necessidade de
em ar estequiométrico. Como o ar contém
do
(em base molar/volumétrica),
Passo 5
Aplicar o excesso de ar de
. Ar fornecido =
vezes o ar estequiométrico:
Passo 6
Converter a quantidade de ar fornecido em volume nas condições normais (
) usando o volume molar
:
Arredondando de forma apropriada (duas casas significativas ou três), obtemos
.
Passo 7
Comentário prático rápido: se usar a fração exata de oxigénio no ar
em vez de
, o resultado muda muito pouco (casa de décimos de porcento). O procedimento e as fórmulas permanecem os mesmos.
Resposta
26,7