Questão 2436784

• Banca: FUNRIO
• Órgão: SESAU-RO
• Ano: 2017
• Provas: FUNRIO - 2017 - SESAU-RO - Engenheiro Químico
• Disciplina: Engenharia Química e Química Industrial
• Assuntos: Cinética e Cálculo de Reatores

Em um processo de obtenção de amônia, a carga é uma mistura gasosa de N₂ e H₂ na relação molar de 1 para 3, respectivamente. A carga do processo contém 0,20 kmol de argônio (inerte) por 100 kmol da mistura N₂ e H₂ . A conversão por passe no reator é 30%. A amônia formada é separada por condensação e parte dos gases não convertidos é reciclada para o reator e parte é purgada. O teor máximo de argônio na entrada do reator é de 5 kmol de argônio por 100 kmol da mistura N₂ e H₂ . Sobre este processo é correto afirmar que:

• A. o reagente limitante é o gás nitrogênio e a conversão deste composto no reator é de 30%.
• B. o reagente limitante é o gás hidrogênio e a conversão deste composto no reator é de 30%.
• C. não há reagente limitante e a conversão do nitrogênio no reator é 30%.
• D. não há reagente limitante e a conversão do nitrogênio no reator é 10%.
• E. não há reagente limitante e a conversão do hidrogênio é 10%.

Gabarito: C

Comentários

• alguém conseguiu fazer essa questão? uma luz please!

• Eu fiquei bem desconfiada com essa questão, mas eu acho que é uma grande pegadinha!Ele afirma no início do enunciado que o N2 e o H2 foram alimentados na proporção 1:3.Fazendo o balanço estequiométrico pode-se ver que essa é a relação molar entre eles, então não há reagente limitante nem em excesso. Quanto a conversão, ele afirma que é 30%, então como não tem limitante, nem reagente em excesso, essa é a conversão de qualquer um dos reagentes.

• A questão acaba dando muitos dados, acho que para causar confusão na resolução da questão.

  O enunciado diz que a mistura está na razão 1:3 de N2 para H2.

  A reação de produção da amônia é: N2 + 3 H2 > 2 NH3.

  Assim, temos que a mistura está em proporção estequiométrica, ou seja, não há reagente limitante.

  As informações sobre o inerte não precisam ser utilizadas, mas como ele diz que há 0,20 kmol de argônio em 100 kmol da mistura, podemos adotar 100 kmol de mistura como base de cálculo.

  Sabendo que a alimentação se dá na proporção de 1:3, podemos inferir que há 25 kmol de N2 e 75 kmol de H2. Como o número de mols de H2 é exatamente o número de mols de N2*3 (proporção estequiométrica já discutida), podemos afirmar que não há reagente limitante.

  Ao utilizar uma conversão de 30%, podemos considerar o consumo de 30% de N2, tendo o seguinte:

  N2: 25 - (0,3*25) = 25 - 7,5

  H2: 75 - (7,5*3) = 75 - 22,5

  NH3: 0 + (2*7,5)

  Assim, ao fazer o número de mols consumido pelo número de mols inicial para o N2 ou para o H2, temos como resultado 30%:

  7,5/25 = 22,5/75 = 0,30.

  Esses cálculos servem apenas para corroborar que há um consumo de 30% dos reagentes, mas isso já havia sido informado pela questão.

  Assim, a opção correta é a letra C: não há reagente limitante e a conversão de nitrogênio no reator é 30%.

  Na afirmação ainda poderia ter que a conversão de hidrogênio é 30% ou falar sobre a conversão de ambos os reagentes.