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A cloração de metano ocorre de acordo com a reação abaixo:
Pede-se que você determine a composição do produto, sabendo que a conversão do reagente limitante é de 67% e que a composição da alimentação em % molar corresponde a 40% de metano, 50 % cloro e 10 de nitrogênio. E calcule também a percentagem em excesso do outro reagente.
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Exercícios Para o Aprendizado

há 8 meses

Respostas

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há 7 meses

Para resolver essa questão, precisamos entender a reação de cloração do metano, que pode ser representada de forma simplificada como: \[ \text{CH}_4 + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{CH}_3\text{Cl} + \text{HCl} \] 1. Identificação dos reagentes e suas proporções: - Metano (CH₄): 40% - Cloro (Cl₂): 50% - Nitrogênio (N₂): 10% (não participa da reação) 2. Cálculo da quantidade de reagentes: - Suponha que temos 100 mols da mistura. - Metano: 40 mols - Cloro: 50 mols 3. Determinação do reagente limitante: - A relação estequiométrica é 1:1 entre CH₄ e Cl₂. - Para 40 mols de metano, seriam necessários 40 mols de cloro. - Temos 50 mols de cloro, então o metano é o reagente limitante. 4. Cálculo da conversão: - Conversão do metano: 67% de 40 mols = 26,8 mols de metano reagindo. - Portanto, 26,8 mols de cloro também reagirão (1:1). 5. Cálculo dos produtos: - Produtos formados: 26,8 mols de CH₃Cl e 26,8 mols de HCl. 6. Cálculo da quantidade restante de reagentes: - Metano restante: 40 - 26,8 = 13,2 mols. - Cloro restante: 50 - 26,8 = 23,2 mols. 7. Cálculo da porcentagem em excesso do cloro: - O cloro que sobrou é 23,2 mols. - O cloro necessário para reagir com 40 mols de metano seria 40 mols. - Portanto, o excesso de cloro é: \( \frac{23,2}{40} \times 100\% = 58\% \) de excesso. Resumo: - Composição do produto: 26,8 mols de CH₃Cl e 26,8 mols de HCl. - Metano restante: 13,2 mols. - Excesso de cloro: 58%. Se precisar de mais alguma coisa, é só avisar!

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