PV. 8 Estamos planejando operar um reator em batelada para converter A em R. Essa é uma reação em fase líquida, com estequiometria A-> R e taxa de reação dada pela tabela. Quanto tempo devemos reagir cada batelada para que a concentração caia de
para
?
(-r
), mol/(L*min)
0,1
0,100
0,2
0,300
0,3
0,500
0,4
0,600
0,5
0,500
0,6
0,250
0,7
0,100
0,8
0,060
1,0
0,050
1,3
0,045
2,0
0,042
|
(-r
|
0,1 | 0,100 |
0,2 | 0,300 |
0,3 | 0,500 |
0,4 | 0,600 |
0,5 | 0,500 |
0,6 | 0,250 |
0,7 | 0,100 |
0,8 | 0,060 |
1,0 | 0,050 |
1,3 | 0,045 |
2,0 | 0,042 |
Passo 1
O enunciado descreve um reator em batelada onde a reação é
, e a taxa de consumo de
em função da concentração
está tabulada. Precisamos calcular o tempo de reação necessário para que a concentração de
caia de
até
O conteúdo aplicado aqui é a equação de projeto de reator em batelada, que se baseia em
Passo 2
Partindo de
integrando de
até
obtemos
Passo 3
Vamos usar os pontos de concentração entre
e
na tabela e aplicar a regra trapezoidal para
Extraindo da tabela:
(mol/L):
(mo
·min
):
Em cada ponto calculamos
Passo 4
Aplicando a regra trapezoidal por subintervalos
e médias de
:
Subintervalo Δ
inícios e fins Área
(
)/
(
)/
(
)/
(
)/
(
)/
(
)/
(
)/
Somando todas as áreas obtemos
Resposta
O tempo de reação necessário é aproximadamente
minutos.