Questões da Prova Aeronáutica - 2018 - CIAAR - Primeiro Tenente - Engenharia Química

O ácido sulfúrico pode ser produzido a partir de diversas fontes de enxofre. Uma dessas fontes é o mineral pirita (FeS₂ ) que passa por um processo conhecido como ustulação. A ustulação consiste em aquecer o mineral sulfetado a altas temperaturas, na presença de oxigênio, o que leva à produção de dióxido de enxofre (SO₂ ). O dióxido de enxofre é então oxidado a trióxido de enxofre (SO₃ ), na presença de catalisador, o qual é absorvido em água para a produção de ácido sulfúrico.

O óxido metálico obtido segue para as rotas seguintes de tratamento. Para a pirita, a etapa de ustulação até a de produção de ácido sulfúrico pode ser representada pelas seguintes equações químicas.

Dados: FeS₂ = 120g/mol; Fe₂ O₃ = 160g/mol; O₂ = 32g/mol; SO₂ = 64g/mol; SO₃ =80g/mol; H₂O = 18g/mol; H₂SO₄ = 98g/mol

Dado que o mineral pirita é composto por 47% de ferro e 53% de enxofre, em massa, uma empresa que produz 20.000 toneladas por mês de ácido sulfúrico, utilizando um material composto por 70% de pirita e 30% de impurezas. Por mês, a quantidade, em toneladas, de pirita impura consumida pela empresa

Em um reator foram colocados 50mol de uma substância A e 50mol de uma substância B. Essas substâncias reagem segundo as equações.

A + B ⇄ C

A + C ⇄ D

Quando o sistema atinge o equilíbrio, as frações molares de A e B são 0,05 e 0,10, respectivamente. Já as frações de C e D são:

Catalisadores são substâncias que diminuem a energia de ativação de uma dada reação, sem alterar quais são os produtos formados ou a estequimetria da reação. Imagine que você esteja produzindo N₂ e H₂ a partir da decomposição da amônia.

A energia de ativação para essa reação é igual a 150kJ/mol, em um meio homogêneo, na ausência de um catalisador, e cai para 87kJ/mol na presença de um catalisador sólido específico.

Considere as seguintes afirmações sobre a decomposição da amônia.

I. A velocidade da reação na superfície do catalisador depende da área superficial do catalisador.

II. As constantes de velocidade para os dois casos (sem e com catalisador) são iguais.

III. A velocidade no meio homogêneo é igual a da mesma reação no meio heterogêneo.

Está correto o que se afirma em:

O dono de uma empresa verificou que aumentaria muito seus lucros caso passasse a produzir uma de suas matérias-primas, ao invés de comprá-la, apesar do investimento inicial necessário. Essa matéria-prima é produzida a partir da decomposição de uma dada substância A. Ele desejava conseguir uma conversão de 85% utilizando até três reatores, com o menor volume total possível. Primeiramente, ele pediu a um de seus funcionários que estudasse como a velocidade da reação se correlacionava com a conversão do reagente A.

O funcionário apresentou a tabela a seguir, em que a variação do número de moles do reagente A (dN_A/dt) está expressa em mol/s.

A partir desses dados, foi possível desenhar o gráfico a seguir

Fonte: Arquivo da Banca Elaboradora.

Assim, o dono da empresa verificou que, para atender suas condições, o ideal seria utilizar um