Uma planta de dessulfurização de gás natural (GN) opera com...

Alternativa Correta: A - 2

Para resolver esta questão, precisamos entender o processo de dessulfurização de gás natural, que é uma aplicação prática de transformações químicas. O objetivo é remover o gás sulfídrico (H₂S) do gás natural (GN) usando uma solução de hidróxido de sódio (NaOH).

A reação química que ocorre é a neutralização entre o H₂S e o NaOH, formando sulfeto de sódio (Na₂S) e água. A reação pode ser representada por:

2 NaOH + H₂S → Na₂S + 2 H₂O

Passo a passo para entender a questão:

• O gás natural contém 200 mg/m³ de H₂S.
• A solução inicia com 18% em massa de NaOH e é utilizada até atingir 2% em massa de NaOH.
• Precisamos calcular quantas vezes por dia essa solução precisará ser trocada para garantir a completa reação de H₂S.

Cálculo da quantidade de H₂S:

O volume diário de GN é de 680.000 m³. Assim, a massa total de H₂S é:

Massa de H₂S = 680.000 m³ × 200 mg/m³ = 136.000.000 mg = 136.000 g

Cálculo de NaOH necessário:

Por estequiometria da reação, 1 mol de H₂S reage com 2 mols de NaOH. A massa molar de H₂S é 34 g/mol e de NaOH é 40 g/mol. Assim, a massa de NaOH necessária para reagir como H₂S é:

136.000 g H₂S × (2 mol NaOH/1 mol H₂S) × (40 g NaOH/1 mol NaOH) / 34 g/mol H₂S = 320.000 g NaOH

Como a solução inicial tem 18% de NaOH, a quantidade inicial de NaOH na solução é:

1.000 kg × 18% = 180 kg = 180.000 g

Quando a solução atinge 2% de NaOH, a quantidade remanescente de NaOH é:

1.000 kg × 2% = 20 kg = 20.000 g

A quantidade de NaOH utilizada em cada ciclo é, portanto, 180.000 g - 20.000 g = 160.000 g.

Número de trocas por dia:

Para cobrir a demanda de 320.000 g de NaOH por dia, sendo cada ciclo de 160.000 g, teremos que fazer:

320.000 g / 160.000 g/ciclo = 2 ciclos/dia

Portanto, a alternativa correta é A - 2.

Análise das alternativas incorretas:

• B - 3: Supondo 3 trocas, teríamos mais NaOH do que o necessário, sendo inadequado para a quantidade de H₂S presente.
• C - 4: 4 trocas implicariam em excesso de NaOH, sem necessidade prática.
• D - 5: Trocar a solução 5 vezes resultaria em desperdício de reagente.
• E - 6: Semelhante às anteriores, é um exagero considerando a quantidade de H₂S.

Lembre-se de sempre verificar os dados estequiométricos e as condições iniciais e finais nas questões de transformações químicas para obter a solução correta.

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mm H2S = 34; NaOH = 40

Começamos pela reação: H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O

34g + 80g

Sabe-se que tem 0,2g de H2S por m³ de GN, então fica 0,2*680000 = 136000g H2S para reagir

Regra de 3:

34g H2S - 80g NaOH

136000 - X

X = 320000g de NaOH necessários para reação.

Reagem 16% dos 1000kg de NaOH, logo, 160kg, ou 160000g de NaOH

Quantidade de repetições do processo, então, será: 320000/160000 = 2