Lista de Exercícios OUI 2 - 2023 1

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Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Sergipe 
Curso Técnico de Nível Médio em Petróleo e Gás Data: 09/05/23 
Professor: João Vicente Santiago do Nascimento 
Disciplina: Operações Unitárias I – Lista de Exercícios 02 
 
EQUAÇÃO QUÍMICA E ESTEQUIOMETRIA INDUSTRIAL 
 
Questões (importante! consultar a tabela periódica atualizada 2020 disponível no SIGAA): 
1. Considere a reação: 
C4H8 + 6 O2 → 4 CO2 + 4 H2O 
 
a) A equação estequiométrica está balanceada? 
b) Qual o coeficiente estequiométrico do CO2? 
c) Qual é a razão estequiométrica da H2O para o O2? 
d) Quantos mol O2 reagem para formar 400 mol de CO2? 
e) Cem moles min−1 de C4H8 alimentam um reator e 50% reagem. A que taxa se forma a 
água? 
 
2. Certo reservatório contém 2,00 lbm de NaOH. Calcular: 
(conversão: 1 mol = 2,205 x 10− lb-mol) 
 
a) o número de lb-mol de NaOH; e 
b) o número de mol de NaOH. 
 
3. Quantos gramas de vapor-d’água se formam na decomposição de 0,100 mol de nitrato 
de amônio segundo a reação. 
 
NH4NO3 (s) → N2O (g) + 2 H2O (l) 
 
4. Num recipiente foram colocados 15,0 g de ferro e 4,8 g de oxigênio. Calcular a massa 
de Fe2O3, formada após um deles ter sido completamente consumido. 
 
4 Fe (s) + 3 O2 (g) → 2 Fe2O3 (s) 
 
5. (Engenheiro de Processamento Júnior PETROBRAS – 2006) A combustão completa de 5 litros 
de octano é processada. Considerando que foi utilizado oxigênio em quantidade 
estequiométrica e que a massa específica do octano igual à 0,70 g mL−1, a soma das 
massas de gases liberados é, em kg, aproximadamente, igual a: 
 
6. Cinquenta quilos de certo alcano (fórmula geral CnH2n+2), cuja massa molar é de 86 kg 
kmol−1, entra em combustão com 900 kg de ar (6,52 kmol de oxigênio) formando certa 
quantidade de gás carbônico e água. Pergunta-se 
a) apresente a reação balanceada de combustão envolvida; 
b) a percentagem de ar (oxigênio) em excesso. 
 
7. A corrosão pelo oxigênio em tubulações de caldeiras pode ser reduzida pelo uso de 
sulfito de sódio. O sulfito de sódio remove oxigênio da água de alimentação da caldeira 
pela seguinte reação: 
2 Na2SO3 + O2→ 2 Na2SO4 
Calcular, em libras, a massa de sulfito de sódio (Na2SO3) são teoricamente necessárias 
para a remoção do oxigênio de 8.330.000 libras de água (106 gal) contendo 10,0 partes 
por milhão (10,0 ppm) de oxigênio dissolvido e, ao mesmo tempo, suficientes para 
manter um excesso de 35 % de sulfito de sódio. (1 lbm = 0,453592 kg) 
 
 
 
8. Em uma fábrica de fertilizantes se produz um adubo denominado superfosfato. Essa 
obtenção se dá tratando-se fosfato de cálcio – 92% em massa de pureza – com ácido 
sulfúrico concentrado, de acordo com a reação: 
 
Ca3(PO4)2 + 2 H2SO4 → 2 CaSO4 + CaH4(PO4)2
 
 
Em um teste realizado, foram misturados 500 kg de fosfato de cálcio com 260 kg de 
ácido sulfúrico, obtendo-se 80 kg de superfosfato CaH4(PO4)2. 
Pede-se que sejam determinados: 
a) o reagente-limite; 
b) o cálculo do excesso do outro reagente; 
c) o grau de complementação; e 
d) a conversão do fosfato em superfosfato. 
 
9 O processo de Solvay é importante na produção comercial do carbonato de sódio 
(Na2CO3), que é usado na fabricação de muitos vidros. A última etapa do processo Solvay 
é a conversão do NaHCO3 (bicarbonato de sódio) em Na2CO3 por meio de aquecimento: 
2 NaHCO3 (s) 
∆
→ Na2CO3 + CO2 + H2O 
 
Em um experimento de laboratório, um estudante aqueceu 42,0 g de NaHCO3 e 
determinou que 22,3 g de Na2CO3 são formados. Calcular o rendimento percentual dessa 
reação. 
 
10. Uma bem-conhecida reação para gerar hidrogênio a partir de vapor d’água é chamada 
de reação de deslocamento do vapor d’água: CO + H2O  CO2 + H2. Se a alimentação 
gasosa de um reator é formada por 30 mol de CO, 12 mol de CO2 e 35 mol de vapor por 
hora, a 800oC, e 18 mol de H2 por hora são produzidos, calcule: 
 
a) o reagente limitante; 
b) o reagente em excesso e sua percentagem; 
c) a fração de conversão de vapor em H2; 
d) o grau de complementação da reação; e 
e) O rendimento de H2 em termos de quilogramas produzidos por quilograma de vapor 
d´água alimentado. 
 
 
nenhum oxigênio10,0 ppm O2
8.330.000 lbmH O:2
Na SO2 3
8.330.000 lbmH O:2
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 
Respostas 
 
1. a) Sim 
b) 4 
c) 4 mol H2O produzidos/ 6 mol O2 consumidos 
d) 600 mol CO2 
e) 200 mol min−1 
2. a) 0,050 lb-mol NaOH 
b) 22,7 mol NaOH 
3. 3,6 g H2O 
4. 16 g de Fe2O3 
5. 16 kg 
6. a) C6H14 + 19/2 O2 → 6 CO2 + 7 H2O 
b) 18 % 
7. desafio! 
8. a) ácido sulfúrico 
b) 11,7% 
c) 90,3% 
d) 80,8% 
9. 84,17% 
10. a) CO 
b) H2O, 16,67 % 
c) 0,5143 
d) 0,6000 
e) 0,0576 kg H2 / kg H2O 
 
 
 
Referências para estudo 
 
FELDER, R.M.; ROUSSEAU, R.W. Princípios Elementares dos Processos Químicos. 3.ed., Rio de Janeiro: 
LTC, 2005. 
BRASIL, N. I. Introdução à engenharia química. Rio de Janeiro: Interciência, Petrobrás, 1999. 
HIMMELBLAU, D. M. Engenharia química: princípios e cálculos. 4.ed. Rio de Janeiro: Prentice/Hall do Brasil, 
1984.