Reações Químicas e Conceitos Básicos

Transcrição

1 CONCURSO PETROBRAS ENGENHEIRO(A) DE PROCESSAMENTO JÚNIOR ENGENHEIRO(A) JÚNIOR - ÁREA: PROCESSAMENTO Reações Químicas e Conceitos Básicos Questões Resolvidas QUESTÕES RETIRADAS DE PROVAS DA BANCA CESGRANRIO Produzido por Exatas Concursos rev.2a

2 Índice de Questões Prova: Engenheiro(a) de Processamento Júnior - Petrobras 2014/2 Q21 (pág. 3), Q22 (pág. 4), Q25 (pág. 15), Q26 (pág. 1), Q27 (pág. 5), Q28 (pág. 7), Q29 (pág. 8), Q36 (pág. 9), Q66 (pág. 10), Q67 (pág. 14), Q68 (pág. 12). Prova: Engenheiro(a) de Processamento Júnior - Petrobras 2012/1 Q30 (pág. 18), Q31 (pág. 20), Q33 (pág. 17), Q36 (pág. 21), Q37 (pág. 22), Q38 (pág. 23), Q64 (pág. 24), Q69 (pág. 25), Q70 (pág. 26). Prova: Engenheiro(a) de Processamento Júnior - Petrobras 2010/2 Q21 (pág. 27), Q22 (pág. 29), Q26 (pág. 30), Q28 (pág. 31), Q29 (pág. 33). Prova: Engenheiro(a) de Processamento Júnior - Petrobras 2010/1 Q31 (pág. 35), Q32 (pág. 36), Q41 (pág. 37), Q42 (pág. 38), Q54 (pág. 39), Q62 (pág. 41), Q70 (pág. 42). Prova: Engenheiro(a) de Processamento Júnior - Petrobras 2006 Q21 (pág. 44), Q23 (pág. 44), Q24 (pág. 46), Q25 (pág. 47), Q33 (pág. 48). Prova: Engenheiro(a) Júnior - Área: Processamento - Transpetro 2012 Q21 (pág. 49), Q22 (pág. 50), Q23 (pág. 51), Q25 (pág. 52), Q26 (pág. 53), Q27 (pág. 54), Q28 (pág. 55), Q30 (pág. 56), Q31 (pág. 57), Q32 (pág. 58), Q33 (pág. 59), Q34 (pág. 60), Q37 (pág. 62), Q38 (pág. 64), Q39 (pág. 65), Q40 (pág. 66). Prova: Engenheiro(a) Júnior - Área: Processamento - Transpetro 2011 Q42 (pág. 68), Q43 (pág. 69), Q44 (pág. 70), Q45 (pág. 71), Q47 (pág. 72), Q69 (pág. 73). Prova: Engenheiro(a) Júnior - Área: Processamento - Transpetro 2006 Q25 (pág. 74), Q30 (pág. 74), Q31 (pág. 76), Q32 (pág. 77), Q40 (pág. 78).

3 REAÇÕES QUÍMICAS Prova: Engenheiro(a) de Processamento Júnior - PetroquímicaSuape 2011 Q32 (pág. 79), Q33 (pág. 80), Q34 (pág. 82), Q35 (pág. 83), Q38 (pág. 84), Q56 (pág. 85), Q57 (pág. 86). Prova: Engenheiro(a) de Processamento Júnior - Petrobras Biocombustível 2010 Q21 (pág. 87), Q24 (pág. 88), Q25 (pág. 89). Prova: Engenheiro(a) de Processamento Júnior - PetroquímicaSuape 2009 Q31 (pág. 90), Q32 (pág. 91), Q33 (pág. 93), Q34 (pág. 95), Q35 (pág. 96), Q57 (pág. 97), Q58 (pág. 98), Q59 (pág. 99), Q60 (pág. 101). Prova: Engenheiro(a) de Processamento Júnior - Termoaçu 2008 Q21 (pág. 102), Q22 (pág. 103), Q25 (pág. 104), Q41 (pág. 105), Q42 (pág. 106). Prova: Engenheiro(a) de Processamento Júnior - REFAP 2007 Q22 (pág. 107), Q23 (pág. 108), Q24 (pág. 109), Q26 (pág. 110), Q32 (pág. 111), Q33 (pág. 112). Número total de questões resolvidas nesta apostila: 94

4 REAÇÕES QUÍMICAS 4 Questão 3 (Engenheiro(a) de Processamento Júnior - Petrobras 2014/2) Resolução:P6-15-Q22 O limite mínimo de inflamabilidade de um gás combustível é o teor mínimo do gás que forma uma mistura explosiva com o ar. Para o metano, este valor consiste em 5% de metano em fração volumétrica da mistura. Em uma sala de pesquisa, um cilindro de gás, em base volumétrica com 50% de metano e 50% de uma mistura O 2 /N 2 com composição similar à do ar atmosférico, alimenta um reator a uma vazão de 2 mol. min 1. Em caso de vazamento da mistura para tal sala, admitindo que tal sala esteja totalmente fechada e contenha inicialmente mols de ar atmosférico, o gás na sala atingirá o limite mínimo de inflamabilidade em quantos minutos? (A) 85 (B) 90 (C) 95 (D) 100 (E) 105 Primeiramente, o candidato deve saber que, para gases ideais, a fração molar equivale à fração volumétrica. Assim, podemos calcular a taxa de entrada de cada um dos componentes: F metano = 2 0, 5 F metano = 1 mol/min F ar = 2 0, 5 F ar = 1 mol/min Sabendo que inicialmente a sala contém 1800 mols de ar atmosférico, podemos calcular o tempo que levará para atingirmos a concentração de 5% de metano, em volume. tf metano x metano = (tf metano ) + (tf ar ) t 0, 05 = 2t t = 20t 18t = 1800 t = 100 min Alternativa (D)

5 REAÇÕES QUÍMICAS 9 Questão 7 (Engenheiro(a) de Processamento Júnior - Petrobras 2014/2) Resolução:P6-15-Q36 Em um reator, operando a uma temperatura de 556 K e a uma pressão de 2 bar, ocorre a seguinte reação: CO (g) + H 2 O (g) CO 2(g) + H 2(g) (1) Nessa temperatura, a constante de equilíbrio da reação assume o valor de K 1 = 54,6. Além disso, a corrente de alimentação do reator contém água e monóxido de carbono na razão molar de 2:1, respectivamente. Sabendo-se que a razão molar entre água e dióxido de carbono na saída do reator é de 1,035, a razão molar entre hidrogênio e monóxido de carbono na saída do reator é de (A) 28,3 (B) 52,8 (C) 56,5 (D) 1,80 x 10 2 (E) 1,90 x 10 2 A constante de equilíbrio desta reação é dada por: K = [CO 2][H 2 ] [CO][H 2 O] Observando a estequiometria da reação, podemos escrever as concentrações considerando que se forma mols de cada produto (tanto H 2 quanto CO 2 ): saída, vale: K = ([CO] in )([H 2 O] in ) 54, 6 = ([CO] in ) ([H 2 O] in ) O enunciado informa que a relação entre água e dióxido de carbono, na Substituindo: ([H 2 O] in ) = 1, , 6 = ([CO] in ) 1 1, 035 = 54, 6 1, 035 ([CO] in ) ([CO] in ) = 56, 5 Alternativa (C)

6 REAÇÕES QUÍMICAS 51 Questão 40 ( Eng. Jr - Área: Processamento - Transpetro 2012 ) 23 Para a obtenção de zinco metálico por eletrólise, faz-se necessária a obtenção de solução de zincato de sódio a partir de óxido de zinco, conforme reação a seguir. Dados Massa atômica do Zn = 65 Massa atômica do Na = 23 ZnO + 2NaOH Na 2 ZnO 2 + H 2 O Massa atômica do O = 16 Massa atômica do H = 1 Se toneladas de um minério contendo 25% de ZnO em massa devem ser tratadas, aproximadamente quantas toneladas de uma solução contendo NaOH 50% (m/m) devem ser empregadas? (A) 300 (B) 740 (C) 1480 (D) 2052 (E) 2910 Resolução: A reação química envolvida nesta questão é a seguinte: ZnO + 2NaOH Na 2 ZnO 2 + H 2 O É informado que se deseja tratar toneladas de uma minério 25% em massa de ZnO a partir de uma solução 50% em massa de soda cáustica (NaOH). Se o óxido de zinco corresponde a 25% do minério, temos que tratar: m ZnO = , 25 = 750 toneladas Pelas massas molares apresentadas no enunciado, tiramos a massa molar do óxido de zinco e da soda cáustica, que são 81 e 40 g/gmol, respectivamente. Assim, o número de mol de ZnO será: n ZnO = m ZnO = 750 = 9, 26 tmol M ZnO 81 Como pode ser visto pela estequiometria da reação, para cada mol de ZnO que reage, são consumidos 2 mol de soda cáustica. consumida. n soda = 2n ZnO = 2 9, 26 = 18, 52 tmol Com a massa molar deste, calculamos a massa de soda cáustica que será m soda = n soda Msoda = 18, 5 40 = 740 toneladas Finalmente, como a solução é 50% em massa: m solucao,soda = 740 0, 5 = 1480 toneladas Alternativa (C)