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(2) Em um unidade petroquímica, etileno e vapor d’água são alimentados a 320 ºC e pressão atmosférica em um reator químico, sob condição estequiométrica. É produzido etanol líquido segundo a reação mostrada abaixo. O etanol deve sair do reator a 25 ºC. Determine a quantidade de calor que deve ser removida do reator por mol de etanol produzido. Se na reação fosse produzido etanol na forma de vapor/gás, esse calor removido seria maior ou menor?
C2H4 (g) + H2O(g)  C2H5OH(l)
R: -87,61+(-27,27) = -114,88 kJ


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Questões para Estudantes

há 2 anos

Respostas

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há 2 anos

Para determinar a quantidade de calor que deve ser removida do reator por mol de etanol produzido, podemos utilizar a equação de Hess. Primeiro, vamos calcular o ΔH da reação utilizando as entalpias de formação dos reagentes e produtos: ΔH = ΣH(produtos) - ΣH(reagentes) Para o etanol líquido (C2H5OH), a entalpia de formação é -277,6 kJ/mol. Agora, vamos calcular o ΔH para a reação: ΔH = (-277,6 kJ/mol) - [ΣH(reagentes)] Para o etileno (C2H4), a entalpia de formação é 52,3 kJ/mol, e para a água (H2O), a entalpia de formação é -285,8 kJ/mol. ΔH = (-277,6 kJ/mol) - [(52,3 kJ/mol) + (-285,8 kJ/mol)] ΔH = -277,6 kJ/mol + 52,3 kJ/mol + 285,8 kJ/mol ΔH = 60,5 kJ/mol Portanto, a quantidade de calor que deve ser removida do reator por mol de etanol produzido é de -60,5 kJ/mol. Se a reação produzisse etanol na forma de vapor/gás, o calor removido seria maior, pois a mudança de fase de líquido para vapor requer uma quantidade adicional de energia, conhecida como entalpia de vaporização.

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(1) Determine o calor padrão para as reações a seguir, assim como o calor de reação na temperatura indicada em cada caso. Use um Cp médio e Cp(T) na forma de correlação e compare os resultados.

(a) 4 NH3(g) + 5 O2(g)  4 NO(g) + 6 H2O(g)
T = 298 K e773 K R: -905,32 kJ, -900,58 kJ

(b) 2 H2S(g) + 3 O2(g)  2 SO2(g) + 2 H2O(g)
T = 298 K e 683 K R: -1036,27 kJ, -1038,68 kJ

(c) H2S(g) + 2 H2O(g)  SO2(g) + 3 H2(g)
T = 298K, 850 K R: 207,33 kJ, 220,8 kJ

(d) SO3 (g) + H2O(l)  H2SO4(l)
T = 298 K R: -132,39 kJ

(e) C2H4 (g) + H2O(l)  C2H5OH(l)
T = 298 K R: -43,6 kJ


(3) Hidrogênio é produzido em um reator industrial a partir da seguinte reação
CO (g) + H2O (g) → CO2 (g) + H2 (g)
A corrente de alimentação consiste em uma mistura equimolar de CO e H2O, a 125 ºC e pressão atmosférica. A corrente de saída deve estar a uma temperatura de 425 ºC, para ser posteriormente tratada no processo. Determine quanto calor deve ser adicionado ou removido do reator por mol de H2O alimentado, caso (a) a conversão seja total (100%) ou (b) a conversão seja de 60%.
R: -6335,5+(-41190)+29665,1=-17860,4 J; -6335,5+(-24714)+28293=-2756,5 J


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