Um reator industrial consome 10,0 kg·h-1 de metanol (CH3OH). Reação: 2 CH3OH + 3 O2 ? 2 CO2 + 4 H2O. Calcule…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um reator industrial consome 10,0 kg·h-1 de metanol (CH3OH). Reação: 2 CH3OH + 3 O2 ? 2 CO2 + 4 H2O. Calcule: a) mols de CH3OH consumidos por hora; b) massa de CO2 emitida por hora; c) energia liberada por hora se ?Hc = -726 kJ·mol-1 (valor por mol de CH3OH). Proponha uma medida técnica para reduzir as emissões e justifique brevemente.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
a) MM(CH3OH)=32,04 g·mol-1 ? mols = 10 000 g / 32,04 g·mol-1 ˜ 312,5 mol·h-1. b) Da equação, 1 mol CH3OH ? 1 mol CO2; mols CO2 = 312,5 mol ? massa CO2 = 312,5·44,01 g·mol-1 ˜ 13 753 g ˜ 13,75 kg·h-1. c) Energia = 312,5 mol·h-1 × 726 kJ·mol-1 = 226 875 kJ·h-1 ˜ 226,9 MJ·h-1. Medida: implementar captura e utilização de CO2 (CCU) e substituir metanol fóssil por metanol de origem biogênica; assim reduz-se emissão líquida e aproveita-se CO2 para processos industriais.
Explicação
1) Mols CH3OH = 10000 g / 32,04 ˜ 312,5 mol. 2) 1:1 ? CO2 mol = 312,5; massa = 312,5·44,01 ˜ 13753 g =13,75 kg. 3) Energia = 312,5·726 = 226875 kJ (˜226,9 MJ). 4) Propor CCU/uso de metanol renovável.
Raio-X da questão
reações de combustão
avaliacao
cálculo de mols · reações químicas
Revisar estequiometria e cálculos de energia em reações químicas.
O aluno pode confundir a relação estequiométrica da reação, calculando incorretamente a quantidade de produtos formados a partir dos reagentes.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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