Exercício Resolvido b Cálculo Estequiométrico com Três Reações Consecutivas
Industrialmente, o ácido nítrico é produzido pelo processo Ostwald, que pode ser representado pelo seguinte conjunto de equações químicas:
4NH3(g)+5O2(g)→4NO(g)+6H2O(l) ; %GC=80%
2NO(g)+O2(g)→2NO2(g) ; %GC=70%
2NO2(g)+H2O(l)→HNO3(aq)+HNO2(aq) ; %GC=80%
Sabendo-se que em um lote utilizou um excesso de 30% de O2 na etapa 1 e 40% de O2 na etapa 2 e que foram produzidos 100 kg de ácido nítrico HNO3 a 65% em massa, pede-se:
b. O volume total de O2 necessário na CNTP.
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Temos entrada de ar nas duas primeiras equações, tal que:
Sabemos que n=4,6 kmol do item a. Logo, basta substituir esse valor na linha do excesso para o O2 e somar os valores das duas reações.
{nO2=45⋅1,3⋅nnO2=21⋅1,4⋅n⋅0,8={nO2=7,475 kmolnO2=2,576 kmol
Temos que o número de mols total é 10,05 kmol .
Como 1 kmol ocupa um volume de 22,4 m3, então:
1 kmol⇔22,4 m3
10,05 kmol⇔V
V=225 m3
Resposta esperada: 225 m3.