Tendo um PFR com a seguinte reação
. Sendo
e
. Determine a concentração inicial de A.
Passo 1
O enunciado pede para determinar a concentração inicial de A. Informações fornecidas (peguei estes valores do enunciado):
- Reação:
. - Temperatura:
. - Pressão total:
. - Constantes:
e (não são necessárias aqui). - Fração molar de A na alimentação:
. - Vazão molar de A na alimentação:
(não é necessária para achar a concentração inicial por , mas está disponível).
O que se pede: calcular a concentração inicial de A,
(unidades compatíveis com os dados:
).
Passo 2
Princípio físico usado: lei dos gases ideais. Para um gás ideal vale
onde
é a pressão,
o volume,
o número de moles e
a temperatura absoluta. A concentração total (número de mols por volume) é
Aqui:
-
tem unidade se estiver em , em e em . - A concentração da espécie A na alimentação é a fração molar vezes a concentração total:
Passo 3
Converter a temperatura para Kelvin (sempre fazer isso na lei dos gases):
Passo 4
Escolher a constante dos gases
em unidades compatíveis. Parto de
e converto para
.
Conversões usadas:
Logo
Passo 5
Calcular a concentração total usando
. Substituindo:
Passo 6
Agora a concentração inicial de A é
. Com
:
Arredondando a um número razoável de algarismos significativos:
Passo 7
Resumo rápido: usei a lei dos gases ideais para obter a concentração total à pressão e temperatura dadas e então multipliquei pela fração molar de A. Se quiser, eu converto essa concentração para outras unidades (por exemplo
) ou relaciono com a vazão volumétrica usando
.