Ácido salicílico reage com anidrido acético para formar Ácido acetilsalicílico (Aspirina) e ácido acético a 90^circ C em reator de paredes rígidas. Esta reação possui k=0,3 L /(mol h) e pode ser representada como A+B C+D. As concentrações iniciais são: CA0=2,8 mol/L, Сво =2,8 mol / L e Cdo =4,2 mol / L. Determine a concentração de cada componente após 2 h de reação. Quanto tempo levará para a concentração de ácido salicílico atingir 0,14 mol / L ? (Resposta: t=22,6 h ).

Passo 1

Beleza, aqui a ideia é uma reação de segundo ordem do tipo
A + B → C + D
com constante de velocidade k = 0,3 L/(mol·h).
Iniciamos com
mol/L,
mol/L e
mol/L (assumimos ).
O que vamos usar:
  1. A lei integrada para reação de segunda ordem com concentrações iniciais iguais (A e B).
  2. Estequiometria para achar C e D.

Passo 2

Para A + B (1:1) e 1CA - 1CA0 = k,t , a lei integrada é
Isso vale porque, em todo instante, .

Passo 3

Vamos achar 1CA = k,t + 1CA0 = 0,3cdot2 + 12,8 = 0,6 + 0,3571 = 0,9571 após CA = 10,9571 approx 1,044 mol/L h:
CB approx 1,044 mol/L
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E como ,

Passo 4

A formação de produtos é CC = CC0 + x = 0 + 1,756 = 1,756 mol/L, mol/L.
Então
CD = CD0 + x = 4,2 + 1,756 = 5,956 mol/L

Passo 5

Agora, para achar o tempo em que t = 1CA - 1CA0k = 10,14 - 12,80,3 = 7,1429 - 0,35710,3 approx 6,78580,3 approx 22,6 h mol/L, usamos de novo

Resposta

Concentrações após 2 h:
mol/L,
mol/L,
mol/L.
Tempo para mol/L:
h.

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