Cinética de reatores

Universidade Federal de São João Del Rei CAP - Campus Alto Paraopeba Engenharia Química

Exercício de Cinética e Cálculo de Reatores (Grupo III)

Prof.: Marcelo S. Batista

Integrantes: Dágora, Flávia, Luciana, Rafael, Renato.

Ouro Branco, 25 de outubro de 2011.

CINÉTICA E CÁLCULO DE REATORES ENGENHARIA QUÍMICA Marcelo S. Batista

2ª Avaliação (2 pontos)

GRUPO III

1. A reação em fase gasosa (volume constante) de um composto A formando produto, a 200°C, foi acompanhada e os seguintes dados foram obtidos:

Tempo (min) 0 2 3 6 8

PA (mmHg) 760 600 475 390 320

Compare os resultados usando os métodos integral, meia-vida, diferencial e polinomial (grau n-1) (a) Determine a ordem da reação em relação ao reagente A. (b) Calcule o valor da constante de velocidade. (c) Escreva a equação da velocidade. (d) Para uma concentração inicial de A igual a 1 mol/L, a 200°C, quanto tempo será necessário para que a concentração de A decresça para 0,15 mol/L?

CINÉTICA E CÁLCULO DE REATORES ENGENHARIA QUÍMICA Marcelo S. Batista

Resolução
 Reação: A → Produto  Temperatura: 473 K  Reação isotérmica em fase gasosa, homogênea, irreversível e realizada em reator batelada.  Variável medida: pressão total.

a) Determine a ordem da reação em relação ao reagente A.
Etapa 1: Postule a lei de velocidade Para a reação A → Produto, temos que

Etapa 2: Selecione o tipo de reator e o correspondente balanço molar Considerando-se reator em batelada,

Etapa 3: Processe os dados em termos da variável medida. Neste caso, a variável medida foi a pressão parcial PA. Considerando-se comportamento de gás ideal, temse a equação (1): (1) Com isso, obtém-se a concentração de A para cada tempo de ensaio, conforme a tabela 1.

Tabela 1. Processamento dos dados obtidos experimentalmente tempo (min) 0 2 3 6 8 tempo (s) 0 120 180 360 480 PA (mmHg) 760 600 475 390 320 PA (atm) 1 0,789474 0,625 0,513158 0,421053 CA (mol/L) 0,025782 0,020355 0,016114 0,01323 0,010856