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REATORES E CINÉTICA HETEROGÊNEA
Prof. Isaías Soares
Capítulo preliminar – Aquisição e análise de dados cinéticos

Aquisição e análise de dados cinéticos

Por que analisar dados cinéticos?
Durante qualquer pesquisa ou desenvolvimento de processos industriais, o engenheiro químico precisa conhecer dados cinéticos (ordem de reação, constante de velocidade, energia de ativação) afim de entender os possíveis mecanismos de reações e projetar os reatores que farão parte do processo que deverá ser desenvolvido ou aprimorado.
3,5
3

Ln(CA0/CA)

2,5
2
1,5
1
0,5
0
0

10

20

30

Tempo(min)

40

50

60

Aquisição e análise de dados cinéticos

Métodos de aquisição e análise de dados cinéticos
Para se obter dados reacionais, costuma-se utilizar um reator batelada (especialmente para reações homogêneas), onde se registra as concentrações (ou pressões, se o reagente estiver em fase gasosa) em regime transiente (ou seja, em função do tempo de reação). Para a análise dos dados, utilizam-se, no geral, dois métodos.

Método integral

Método diferencial

Aquisição e análise de dados cinéticos

Método integral
É o método mais eficaz para determinar a ordem de uma reação química, se ela for de ordem
0, 1 ou 2. Baseia-se na equação de projeto para um reator batelada

dC A n   kCA dt Em que n é a ordem da reação. Se integrarmos a equação para n = 0, 1 ou 2, obteremos perfis de concentração com o tempo. Através de linearização dessas equações, podemos obter a ordem da reação e o valor de k.
Reação de ordem zero: Fazendo n = 0 na equação acima, teremos:

dC A
 k dt Integrando essa expressão (em t = 0  CA = CA0 e em t = t  CA = CA), teremos:

CA = CA0 - kt

Aquisição e análise de dados cinéticos

Se com os dados obtidos num experimento fizermos um gráfico de CA versus t e resultar numa função linear, provavelmente a ordem da reação pesquisada é de ordem zero.
CA

C A  C A0  kt

t

O valor do k (constante de velocidade) é o coeficiente angular dessa curva.

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