Doutor

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ - CCET
Professor Emerson Martim

Fundamentos de Processos

7 – BALANÇOS EM PROCESSOS COM REAÇÃO
7.1 Introdução
A diferença fundamental dos balanços nos processos com reação, daqueles vistos até aqui, é o aparecimento de um novo termo na equação de balanço de componente, relativo ao desaparecimento ou aparecimento dos componentes em função da reação química. A estequiometria da reação imporá restrições ao processo, na medida em que não se pode a partir de uma reação do tipo A→B, partir-se de 1 mol de A e no final ter 1,10 mol de A.
Alguns novos conceitos serão vistos:
a) Reagente com proporção estequiométrica - quando a relação molar é igual a razão estequiométrica. Para a reação: 2SO2 + O2 → 2SO3 A proporção estequiométrica do SO2 e O2 é nSO2/nO2 = 2/1 presentes na alimentação do reator (por exemplo: 200 mol de SO2 e100 mol de O2)
b) Reagente limitante - quando os reagentes não são alimentados na proporção estequiométrica, aquele reagente que desaparece primeiro é chamado de reagente limitante.
Os demais são chamados de reagentes em excesso. Um reagente é limitante se estiver presente em menor quantidade do que a estabelecida pela proporção estequiométrica, em relação a todos os outros.
Uma forma prática de se determinar o reagente limitante é fazer a razão alimentação / coeficiente estequiométrico para todos os reagentes. O que apresentar menor razão, é o reagente limitante.
c) Porcentagem em excesso - suponha que n mols de um reagente em excesso esteja presente, e que ns deveria ser o número de mols correspondente a proporção estequiométrica. Então n – ns é a quantidade que excede a quantidade necessária para reagir completamente, se a reação é completa. Então a porcentagem em excesso é dada por:
 n − ns  fração de excesso = 
 n  x100

 s 

Consideremos por exemplo a reação H2 + Br2 → 2 HBr, e suponha que 25 mol de H2/h e 20 mol de Br2/h são alimentados ao reator. O reator