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Exercício Resolvido c 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){{4NH_{3}}_{(g)} +{5O_{2}}_{(g)}→4NO_{(g)} +6{H_{2}O}_{(l)}} ; %GC=80%\%GC = 80\%

2NO(g)+O2(g)2NO2(g){2{NO}_{(g)} + {O_{2}}_{(g)} \rightarrow 2{NO_{2}}_{(g)}} ; %GC=70%\%GC = 70\%

2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq){2{NO_{2}}_{(g)} + {H_{2}O}_{(l)} \rightarrow {HNO_{3}}_{(aq)} + {HNO_{2}}_{(aq)}} ; %GC=80%\%GC = 80\%



Sabendo-se que em um lote utilizou um excesso de 30%{30\%} de O2{O_{2}} na etapa 1{1} e 40%{40\%} de O2{O_{2}} na etapa 2{2} e que foram produzidos 100 kg{100\ kg} de ácido nítrico HNO3{HNO_{3}} a 65%{65\%} em massa, pede-se:


c. O grau de conversão de O2\boldsymbol{O_{2}} na primeira reação.

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O grau de conversão se refere a quanto do reagente virou produto.



Nessa reação, vemos que tínhamos 541,3n\dfrac{5}{4}\cdot 1,3\cdot n de O2O_{2} (linha do excesso) e usamos 54n\dfrac{5}{4}\cdot n 0,8\cdot 0,8 (linha da reação considerando o rendimento). Logo:


%C=usadodisponıˊvel\%C = \dfrac{usado}{disponível} =54n0,8541,3n=\dfrac{\frac{5}{4}\cdot n\cdot 0,8}{\frac{5}{4}\cdot 1,3\cdot n}


%C=61,54%\%C = 61,54\%


Resposta esperada: 61,54%\boldsymbol{61,54\%}

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