(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 consis...

Para determinar a quantidade de calor adicionada ou removida do reator por mol de H2O alimentado, podemos utilizar a equação da entalpia. A entalpia é uma função termodinâmica que representa a quantidade de calor trocada em uma reação química. (a) Para uma conversão total (100%), temos que calcular a variação de entalpia (∆H) para a reação completa. A equação balanceada nos mostra que 1 mol de CO (g) e 1 mol de H2O (g) reagem para formar 1 mol de CO2 (g) e 1 mol de H2 (g). Portanto, a variação de entalpia (∆H) para essa reação é igual à soma das variações de entalpia dos produtos menos a soma das variações de entalpia dos reagentes. ∆H = ∆Hf(CO2) + ∆Hf(H2) - ∆Hf(CO) - ∆Hf(H2O) Substituindo os valores das entalpias de formação (∆Hf) dos compostos, temos: ∆H = (-393,5 kJ/mol) + (0 kJ/mol) - (-110,5 kJ/mol) - (-241,8 kJ/mol) ∆H = -283 kJ/mol Portanto, para uma conversão total, a quantidade de calor adicionada ao reator por mol de H2O alimentado é de -283 kJ/mol. (b) Para uma conversão de 60%, podemos utilizar a mesma equação da entalpia, mas considerando apenas a quantidade de reagentes que reagem. Nesse caso, 60% de 1 mol de CO (g) e 1 mol de H2O (g) reagem para formar 60% de 1 mol de CO2 (g) e 60% de 1 mol de H2 (g). ∆H = (0,6 * ∆Hf(CO2)) + (0,6 * ∆Hf(H2)) - (0,6 * ∆Hf(CO)) - (0,6 * ∆Hf(H2O)) Substituindo os valores das entalpias de formação (∆Hf) dos compostos, temos: ∆H = (0,6 * -393,5 kJ/mol) + (0,6 * 0 kJ/mol) - (0,6 * -110,5 kJ/mol) - (0,6 * -241,8 kJ/mol) ∆H = -170,1 kJ/mol Portanto, para uma conversão de 60%, a quantidade de calor adicionada ou removida do reator por mol de H2O alimentado é de -170,1 kJ/mol. Lembrando que os valores de entalpia de formação (∆Hf) dos compostos podem variar dependendo da fonte utilizada. Certifique-se de utilizar os valores corretos para obter resultados precisos.