Question

a produção de metanol a partir da biomassa é uma técnica promissora para tornar a produção de biodiesel mais sustentável. A técnica consiste em trituração de madeira e gaseificação desse material, produzindo H2 e CO, cujas massas molares são iguais a 2g/mol e 28g/mol respectivamente. Esses gases devem ter sua concentrações ajustadas para que a proporção molar H2/CO seja igual a 2. A equação que representa a reação de formação do metanol está representada: 2H2(g) + CO(g) --- CH4(l)
Considere dois sistemas contendo os gases H2 e CO:
Massa de H2(g) Massa de CO(g)
2,0 56,0
3,0 21,0

a- Qual dos sistemas está ajustado para produzir metanol pela técnica indicada? Justifique sua resposta mostrando os cálculos realizados
b- Determine a massa de Hidrogênio, em quilogramas, necessária para produzir 1600 kg de metanol, considerando um rendimento de rea

Answer 1

Olá, Amanndhaa4754.

Item A

Vamos calcular a quantidade de mols de cada gás em cada sistema e ver se em algum deles a relação H₂/CO é 2.

Sistema 1:

H₂ = 2 g → n = 2 g ÷ 2 g/mol = 1 mol H₂
CO = 56 g → n = 56 g ÷ 28 g/mol = 2 mol CO

Relação H₂/CO = 1 mol H₂/2 mol CO = 0,5

Sistema 2

H₂ = 3 g → n = 3 g ÷ 2 g/mol = 1,5 mol H₂
CO = 56 g → n = 21 g ÷ 28 g/mol = 0,75 mol CO

Relação H₂/CO = 1,5 mol H₂/0,75 mol CO = 2

O sistema 2 é o que se encontra ajustado para a produção de metanol.

ITEM B

O exercício pede que seja calculada a massa de hidrogênio necessária para produzir 1600kg de metanol em uma reação com 80% de rendimento.

Metanol (CH₃OH) → massa molar = 32 g/mol
1 kg = 1000 g → 1600 kg de metanol =  1600000g
n metanol produzidos = 16000000 g ÷ 32 g/mol = 50000 mol

Porém o rendimento é da reação é 80%, portanto deveriam ser produzidos:

50000 mol --- 0,8
x - 1

x = 62500 mol

Deveriam ter sido produzidos 62500 mol de metanol.

Vamos avaliar a estequiometria da reação:

2 H₂(g) + CO(g) → CH₃OH(l)

Vemos que 2 mol de H₂ produzem 1 mol de metanol, portanto:

2 mol H₂ --- 1 mol CH₃OH
Y --- 62500 mol CH₃OH

Y = (62500 mol CH₃OH × 2 mol  H₂) ÷ (1 mol CH₃OH) = 125000 mol H₂

125000 mol × 2 g/mol = 250000g × (1kg ÷ 1000g) = 250 kg

Serão necessários 250 kg de H₂ para produzir 1600 kg de metanol em uma reação com rendimento de 80%.

Espero ter ajudado.