La reacción que se produce dentro del reactor es:
\( 2CH_4+3O_2=2CO+4H_2O \)
lo que nos viene a decir que por cada 2 moles de metano hacen falta 3 moles de oxígeno para que la combustión sea completa. Se observa pues que para las cantidades contenidas en el reactor existe un exceso de oxígeno que quedará libre después de la combustión, y además que el agua producida en la combustión estará en forma de vapor dada la temperatura a la que dicha reacción se produce.
Conclusión, después de la combustión de todo el metano, quedará en el reactor una mezcla de gases formada por:
0'01 moles de monóxido de carbono (\( CO \))
0'02 moles de vapor de agua (\( H_2O \))
En la reacción se consumido 0'015 moles de \( O_2 \) y por lo tanto han restado libres otros tantos.
Por lo tanto al finalizar la reacción tenemos una mezcla de tres gases. Para determinar la presión es necesario aplicar la ley de Dalton.
Podemos determinar el volumen del reactor usando primero esa ley, aplicada a los reactivos (antes de producirse la reacción) ya que en ese caso es conocida la suma de las presiones parciales (\( 1\ atm \)), y una vez determinado dicho volumen hallar la presión final volviendo a aplicar la ley de Dalton para la mezcla obtenida en la reacción.
¿Me sigues?
Antes de la reacción: \( P_1V=(n_{CH_4}+n_{O_2})RT \)
Después de la reacción: \( P_2V=(n_{CH_4}+n_{O_2}+n_{H_2O})RT \)
En la primera la única incógnita es el volumen, en la segunda la única incógnita es la presión. Al dividir la segunda por la primera tenemos:
\( P_2=P_1\ \displaystyle\frac{n_{CH_4}+n_{O_2}+n_{H_2O}}{n_{CH_4}+n_{O_2}}=1\ atm\cdot\displaystyle\frac{0'01+0'02+0'015}{0'01+0'03}=1'125\ atm \)
Salu2
