Em um processo industrial, um reator de 250 L é preenchido com uma mistura gasosa composta de 50 kg de N2O; 37 kg de NO e 75 kg de CO2. Considerando-se a temperatura de 527 °C, a pressão interna, em atm, do reator, será, aproximadamente, Dados: R = 0,082 atm · L · mol−1 · K−1; N = 14 g · mol−1; O = 16 g · mol−1; C = 12 g · mol−1; 1 kg = 1 000 g
Respostas
A pressão interna do reator será de 1.069,08 atm.
Vamos considerar que ambos os gases possuem comportamento ideal. Logo, podemos usar a Equação dos Gases Ideais para calcular a pressão do reator.
Primeiro vamos calcular o número de moles presente de cada gás. A massa molar do N2O, NO e CO2, são respectivamente, 44 g/mol, 30 g/mol e 44 g/mol. Logo:
N2O: 50.000 ÷ 44 = 1.136,36 mol
NO: 37.000 ÷ 30 = 1.233,33 mol
CO2: 75.000 ÷ 44 = 1.704,55 mol
Logo, o número total de moles será 4.074,24 mols. Assim, sabendo que o volume do reator é de 250 L e a temperatura é de 527 ºC ou 800 K, teremos que:
p . V = n . R . T
p . (250) = (4.074,24) . (0,082) . (800)
p = 1069,08 atm
Espero ter ajudado!
Resposta: Aproximadamente 1069,08atm.
Explicação: Considerando que os gases se comportam como ideais, temos a equação de Clapeyron:
P.V=n.R.T
Transformando a temperatura de °C para K: T=T(°C)+273
T=527+273---> T=800K
As massas molares dos gases são:
N2O: 2*14+16=28+16=44g/mol
NO: 14+16=30g/mol
CO2: 12+2*16=12+32=44g/mol
O número de mols é dado por:
n=m/MM
Em que MM é a massa molar do gás considerado.
Como 1kg=1000g, temos:
Para o N2O: nN2O=50000/44
nN2O=1136,364mols
Para o NO: nNO=37000/30
nNO=1233,333mols
Para o CO2: nCO2=75000/44
nCO2=1704,545mols
Número total de mols:
n=1336,364+1233,333+1704,545
n=4074,242mols
Então, a pressão interna do reator será: P=4074,242*0,082*800/250
P=1069,0811atm
Ou aproximadamente P=1069,08atm.