A espécie A se decompõe em fase gasosa em um mecanismo de uma única etapa,
. A taxa de consumo de A dada por
em que
e
são as concentrações molares de A e de B, respectivamente, e
é a constante cinética. 0 meio reacional se comporta como gás ideal. É necessário converter
de A, partindo de uma composição inicial com
de A ,
de B e
de um inerte em um processo isotérmico a 298 K . Determine o tempo de reação em um reator batelada de volume constante e em um reator batelada de pressão constante.
Passo 1
O enunciado trata da decomposição gasosa de A segundo a reação
com taxa de consumo de A dada por
onde
e
são as concentrações molares de A e de B, respectivamente, e
Queremos atingir
de conversão de A, a partir de concentrações iniciais
num processo isotérmico a 298 K, em batelada de volume constante (CV) e de pressão constante (CP).
num processo isotérmico a 298 K, em batelada de volume constante (CV) e de pressão constante (CP).
Passo 2
Em batelada de volume constante, as concentrações variam apenas pela estequiometria. Definindo conversão
temos
Como
, escreve-se
ou seja
e o tempo para
é dado pela integral
Passo 3
Fazendo mudança de variável e avaliando numericamente por método de Simpson (com
), obtém-se
Passo 4
Em batelada de pressão constante, o volume varia:
com
. Então
e a taxa torna-se
O tempo para
é
Passo 5
Calculando numericamente essa integral (novamente por Simpson), obtém-se
Resposta
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