Question

Questão 4.
Amônia sofre combustão para formar ácido nítrico através da seguinte reação: 4NH3 + 502 = 4NO + 6H2O. Calcule as seguintes quantidades:

a) mol de NO produzido por mol de 02 reagido;
b) o fluxo molar de oxigênio correspondente a uma alimentação de NH3 de 50 lb/h , se os reagentes são alimentados em proporções estequiométricas;
c) a massa de NO produzida se 200 kg de amônia e 200kg de oxigênio reagem e a reação é completa.

Answer 1

Temos a seguinte reação:
 4NH3 + 502 = 4NO + 6H2O

a) Fazemos uma regra de três:
5mol de O2  ----------------- 4mol de NO
1mol de O2 ------------------ X mol de NO
X=4/5=0,8mol de NO produzido por mol de O2.

b) Convertemos a unidade de libra-massa para Kg
1bm ------------------- 453,6g
50lbm ----------------- X
X=50.453,6=22680g=22,68kg
Então temos um fluxo de 22,68kg/h de NH3
Convertemos para base molar:
n=m/MM     MM(NH3)=14+3=17g/mol
n(NH3)=22680/17=1334,12mol
Então temos um fluxo molar de 1334,12mol/h de NH3

Fazemos uma regra de 3:
4mol NH3 --------------------- 5O2
1334,12mol NH3 ------------- X
X=1334,12.5/4=1667,65mol
Então precisamos de um fluxo de 1667,65mol/h de oxigênio.

c) Convertemos os valores para quilomol
n=m/MM 
MM(NH3)=17g/mol = 17kg/kmol
MM(O2)=32g/mol = 32kg/kmol

n(NH3)=200/17=11,76kmol
n(O2)=200/32=6,25kmol

Verificamos qual é o reagente limitante (que não está em excesso):
4kmol de NH3 ----------------- 5kmol O2
11,76kmol de NH3 -------------  X
X=5.11,76/4=14,7kmol, mas há apenas 6,25kmol de O2, então ele é o reagente limitante, usamos o numero de mols dele (que será totalmente consumida) para achar o número de mols de NO produzido.
5kmol de O2  ------------- 4kmol de NO
6,25kmol de O2  -------------- X
X=4.6,25/5=5kmol de NO
Calculamos a massa disso:
m=n.MM     MM(NO)=14+16=30g/mol=30kg/kmol
Então:
m(NO)=5.30=150kg  de NO.

Espero ter ajudado =)

Answer 2

a) 5 mol de O2 ------ 4 mol de NO

     1 mol de O2  -----  X

          X = 0,8 mol de NO

b) 1 Ib/h ------ 435,5g

   50 Ib/h ----- X

    X = 22675 g/h

1 mol -------- 17g de NH3

X --------------- 22675 g/h

X = 1333,82 mol/h

4 mol de NH3 ----- 5 mol de O2

1333,82 mol/h ----- X

X = 1667,27 mol/h

c) 62g de NH3 reage com 160g de O2 sendo assim usaremos o limitantes que vai acabar primeiro na reação que é o O2

160g de O2 ------ 120g de NO

200kg de O2 ------ X

X = 150 kg de NO