Diferente do biodiesel, que possui átomos de oxigênio em sua composição, o diesel verde é um hidrocarboneto, como o diesel do petróleo, que pode ser produzido através da desoxigenação de óleos vegetais, obtendo-se hidrocarbonetos lineares. Para sua utilização como combustível de aviação, o diesel verde deve ser isomerizado, formando-se cadeias ramificadas. Essa isomerização melhora as propriedades a frio do combustível, que passa a ter ponto de congelamento inferior a .
A reação de isomerização A B foi conduzida em um reator batelada. Determine a ordem de reação e a constante de velocidade da reação. Dados da reação:
0 10 20 30
1 0.6 0.4 0.25

Passo 1

O enunciado dá a reação de isomerização num reator batelada, com dados de concentração de em função do tempo:
Queremos determinar a ordem de reação e a constante de velocidade . Para isso, usaremos as formas integradas das leis de velocidade de ordem zero, um e dois e veremos qual lineariza melhor os dados.

Passo 2

As formas integradas e suas linearizações são:
Ordem zero
CA = CA0 - k0,t
linear em CA vs. t.
Ordem um
ln CA = ln CA0 - k1,t
linear em ln CA vs. t.
Ordem dois
1CA = 1CA0 + k2,t
linear em 1/CA vs. t.

Passo 3

Teste ordem zero: ,k0=(CA0-CA)/t.
Para t=10:
k0=1-0,610=0,04;min^-1,
para t=20:
k0=1-0,420=0,03;min^-1
Os valores de k0 variam muito, logo não é ordem zero.

Passo 4

Teste ordem um: calculamos ln CA:
ln(1)=0, ln(0,6)approx-0,5108, ln(0,4)approx-0,9163, ln(0,25)approx-1,3863
Usando dois pontos extremos, por exemplo t=0 e t=30:
k1 = -lnl(CA/CA0r)t = -ln(0,25)-ln(1)30 = --1,386330 approx 0,0462;min^-1
Fazendo regressão em todos os pontos obtém-se k1approx0,046;min^-1 com boa linearidade, então aceita-se ordem um.

Passo 5

Teste ordem dois: ,k2=(1/CA-1/CA0)/t.
Para t=10:
k2=1/0,6-1/110approx0,0667;min^-1,
para t=30:
k2=1/0,25-130approx0,1000;min^-1
Grande variação em k2 rejeita ordem dois.

Resposta

Ordem de reação: 1
Constante de velocidade: k=0,046;min^-1

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