Questão 8
FUVEST 2005
(FUVEST - 2005 - 2 FASE) Ácido nítrico é produzido pela oxidação de amônia com excesso de oxigênio, sobre um catalisador de platina, em uma seqüência de reações exotérmicas. Um esquema simplificado desse processo é
a) Escreva as equações químicas balanceadas das reações que ocorrem no reator, na torre de oxidação e na torre de absorção. Note que, desta última, sai NO(g), nela gerado. A maior parte desse gás é aproveitada na própria torre, onde há oxigênio em excesso. Duas reações principais ocorrem nessa torre.
b) A velocidade da reação que ocorre na torre de oxidação, ao contrário da velocidade da maioria das reações químicas, diminui com o aumento da temperatura. Baseando-se em tal informação, explique o que deve ser o dispositivo A.
Gabarito:
Resolução:
a) Escreva as equações químicas balanceadas das reações que ocorrem no reator, na torre de oxidação e na torre de absorção. Note que, desta última, sai NO(g), nela gerado. A maior parte desse gás é aproveitada na própria torre, onde há oxigênio em excesso. Duas reações principais ocorrem nessa torre.
Oxidação da Amônia:
4NH3 + 5O2 (Pt)→ 4NO + 6H2O
Equação que ocorre na torre de oxidação:
2NO + O2 → 2NO2
Equações que ocorrem na torre de absorção:
2NO2 + H2O → HNO3 + HNO2
3HNO2 → HNO3 + 2NO + H2O
____________________________________________
Equação global: 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO
b) A velocidade da reação que ocorre na torre de oxidação, ao contrário da velocidade da maioria das reações químicas, diminui com o aumento da temperatura. Baseando-se em tal informação, explique o que deve ser o dispositivo A.
O aparelho A precisa ser um trocador de calor, cujo objetivo é reduzir a temperatura do reator para potencializar a rapidez da reação.