Sabendo que a temperatura de saída do reator não pode ultrapassar os 400 ^circ C, proponha, caso seja necessário, o excesso de reagente na corrente de entrada para que isso ocorra. Baseie a escolha do reagente em excesso nos custos destes (base molar). Considere que todos os compostos estão em fase gasosa e que não há mudança de fase no processo (Resposta com 1 casa decimal, coloque 0 caso o excesso não seja necessário).
Excesso (%) =
209,8
%
Dados:
Componente MM ( g / mol ) Preço ( ) Cp ( ) Cp ( )
A 28,1 0,20 62,6
B 70,9 0,30 73,2
C 62,5 0,37 77,7
D 36,5 0,17 72,6
E 26,0 0,23 59,7
F 32,0 0,12 61,2
G 18,0 0,03 57,7

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem um reator onde a temperatura de saída não pode passar dos 400°C. Para garantir isso, a gente pode adicionar um excesso de algum reagente na entrada. A ideia é escolher qual reagente usar como excesso baseado no custo por mol. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco de balanço de energia e custo dos reagentes.

Passo 2

Primeiro, precisamos verificar se realmente é necessário adicionar algum reagente em excesso para manter a temperatura abaixo de 400°C. Isso geralmente envolve um balanço de energia, onde controlamos a temperatura da reação adicionando um reagente que absorve calor durante a reação, ajudando a manter a temperatura estável.

Passo 3

Se for necessário um excesso, vamos calcular quanto desse reagente precisamos adicionar. O excesso é calculado em porcentagem e nos ajuda a controlar a temperatura da reação. A fórmula para calcular o excesso é:
Excesso (%) = ( Quantidade adicionada - Quantidade necessáriaQuantidade necessária ) times 100 áá
No seu caso, já é dado que o excesso necessário é 209,8%.

Passo 4

Agora, vamos escolher qual reagente usar como excesso baseado no custo por mol. Para isso, precisamos calcular o custo molar de cada reagente usando os dados fornecidos:
Custo molar = Preço ($/kg)Massa Molar (g/mol) times 1000 ç
Fazendo esse cálculo para cada reagente:
  • A: /mol ) - **B**: ( 0,3070,9 times 1000 approx 4,2 ,
  • B: /mol ) - **D**: ( 0,1736,5 times 1000 approx 4,7 ,
  • C: /mol ) - **F**: ( 0,1232,0 times 1000 approx 3,8 ,
  • D:
  • E:
  • F:
  • G:

Passo 5

Observando os custos molares calculados, o reagente G tem o menor custo por mol, com apenas 1,7 $/mol. Portanto, se for necessário adicionar excesso, o mais econômico é usar o reagente G.

Resposta

O excesso necessário é 209,8% utilizando o reagente G.

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