Lista de Exercícios de Química

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO 
Fundação Instituída nos termos da Lei nº 5.152, de 21/10/1966 – São Luís - Maranhão. 
Centro de Ciências Exatas e Tecnologia 
Departamento de Tecnologia Química 
 
Campus Universitário do Bacanga – 
 - Av. dos Portugueses, s/n - São Luís-MA - CEP: 65085-580 
Fone(98) 3272-8229 Site: www.ufma.br 
 
Lista de Exercício – 2° etapa 
 
 
1. Um reator catalítico é usado para produzir formaldeído a partir de metanol através da 
reação: 
𝐶𝐻3𝑂𝐻 → 𝐻𝐶𝐻𝑂 + 𝐻2 
 
Uma conversão no reator de 60,0% é atingida. O metanol no produto do reator é separado do 
formaldeído e do hidrogênio em um processo de múltiplas unidades. A taxa de produção de 
formaldeído é de 900,0 kg/h. Calcule: 
 
(a) A vazão de alimentação de metanol necessária (kmol/h) se não houver reciclo. 
(b) A vazão de alimentação virgem de metanol necessária (kmol/h) e as vazões (kmol/h) 
nas quais o metanol entra e sai do reator. Para isto, suponha que o metanol recuperado 
é reciclado para o reator e que a conversão no mesmo permanece em 60%. 
 
Dados: MM - HCHO - 30,031 kg/kmol; 𝐶𝐻3𝑂𝐻 32,04 kg/kmol; H2 2,01588 kg/kmol 
 
2. Uma método comum usado na manufatura deo alvejante hipoclorito de sódio é 
dado pela reação: 
Cl2+2NaOH→NaCl+NaOCl+H2O 
 
O gás cloro é borbulhado através da solução aquosa de hidróxido de sódio; em 
seguida, o produto desejado é separado da solução de cloreto de sódio (um 
subproduto da reação). Uma solução aquosa de NaOH, que contém 1145lb de 
NaOH puro, reage com 851lb de cloro gasoso. A massa de NaOCl formado é igual 
a 618lb. (3,0 pontos): 
a) O reagente limitante; 
b) Qual foi a percentagem usada em excesso; 
c) O grau de completação da reação, expresso como o número de mols de NaOCl 
formados em relação ao número de mols que deveriam ter se formado se a 
reação fosse completa? 
d) Qual é o rendimento de NaOCl pela quantidade de cloro usado (em base 
mássica)? 
e) A extensão da reação 
 
 
3. Ciclo-hexano (C6H12) pode ser produzido pela reação de benzeno (C6H6) com hidrogênio, 
de acordo com a seguinte reação: 
 
𝐶6𝐻6 + 3𝐻2 → 𝐶6𝐻12 
 
Para o processo mostrado na figura abaixo, determine a razão entre a corrente de reciclo e a 
corrente de alimentação fresca, se a conversão global do benzeno for de 95% e a conversão para 
uma única passagem através do reator for de 20%. A alimentação fresca é composta por 
100mols benzeno e hidrogênio em excesso de 20 %. A composição da corrente de reciclo é 
22,74% (em mol) de benzeno e 77,26% (em mol) de hidrogênio. 
 
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Massa molar C6H6 78,11 g/mol; C6H12 84,16 g/mol; H2 2,01588 g/mol 
 
4. Ácido acético (HAc) pode ser gerado pela adição de 10% de excesso de ácido sulfúrico e 
acetato de cálcio Ca (Ac)2. A reação 𝐶𝑎 (𝐴𝑐)2 + 𝐻2𝑆𝑂4 → 𝐶𝑎𝑆𝑂4 + 2𝐻𝐴𝑐 é 90% 
completa em uma única passagem pelo reator. O Ca (Ac)2 não usado é separado dos 
produtos da reação e reciclado. O HAc é separado dos produtos restantes. Encontre a 
quantidade de reciclo por hora, baseado em 1000 Kg de alimentação de Ca (Ac)2 por hora. 
Calcule também quantos quilos de HAc são fabricados por hora. (2,5 pontos) 
 
 
Dados de MM: 
Ca (Ac)2 – 158,1 g/mol 
HAc – 60 g/mol 
H2SO4 - 98,0785 g/mol 
CaSO4 - 136,1406 g/mol 
 
5. Um reator catalítico é usado para produzir formaldeído a partir de metanol através da 
reação: 
𝐶𝐻3𝑂𝐻 → 𝐻𝐶𝐻𝑂 + 𝐻2 
 
Uma conversão por passe no reator de 60% é atingida. O metanol no produto do reator é 
separado do formaldeído e do hidrogênio em um processo de múltiplas unidades. A taxa de 
produção de formaldeído é de 900 Kg/h. 
a) Calcule a vazão de alimentação de metanol necessária (kgmol/h) se não houver reciclo; 
b) Suponha que o metanol recuperado é reciclado para o reator e que a conversão no mesmo 
permanece em 60%. Sem fazer nenhum cálculo, prove que você tem informação suficiente 
para determinar a vazão de alimentação fresca de metanol necessária (kgmol/h) e a vazões 
(kgmol/h) nas quais o metanol entra e sai do reator. Faça os cálculos depois. 
 
6. O etanol é produzido comercialmente pela hidratação do etileno: 
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𝐶2𝐻4 + 𝐻2 𝑂 → 𝐶2𝐻5𝑂𝐻 
 
Parte do produto é convertida a dietil éter na reação paralela: 
 
2 𝐶2𝐻5𝑂𝐻 → (𝐶2𝐻5)2𝑂 + 𝐻2𝑂 
 
A alimentação do reator contém etileno, vapor de água e um gás inerte. Uma amostra do 
efluente do reator é analisada, e contém 43,3% molar de etileno, 2,5% de etanol, 0,14% de éter, 
9,3% de inertes e o resto de água. 
a) Tomando como base 100 mols, calcule a composição molar da alimentação do reator, a 
percentagem de conversão de etileno, o rendimento fracional de etano e a seletividade 
da produção de etanol em relação à produção de éter. 
 
Informações complementares: 
  = 
𝑛𝑓 −𝑛𝑖

 
𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠ã𝑜 𝑔𝑙𝑜𝑏𝑎𝑙 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑔𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑙𝑖𝑚𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 = 
−𝑅𝐿  
𝑛𝑅𝐿
𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎çã𝑜 𝑑𝑜𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑠𝑜
 
𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠ã𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑝𝑎𝑠𝑠𝑒 = 
−𝑅𝐿  
𝑛𝑅𝐿
𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎çã𝑜 𝑑𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑡𝑜𝑟
 
 
 
 
 
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