Questão 2: Em um reator foram adicionados
, tolueno ( 20 mL ) e 2-cicloexenona (
). O reator foi fechado e pressurizado com 10 atm de hidrogênio e aquecido por 5 horas. Após este período, a análise da mistura mostrou que havia 3-cicloexenona (
), cicloexanona (
mol ) e 2 -cicloexenona (
). Pergunta-se:
a) Qual foi a conversão do substrato?
b) Qual foi a seletividade para a cicloexanona
c) Se a
fosse adicionada no início da reação, a conversão seria maior ou menor? Por que?
d) Calcule a frequência de rotações média do catalisador em 5 horas.
e) Calcule o número de rotações do catalisador em 5 horas
a) Qual foi a conversão do substrato?
b) Qual foi a seletividade para a cicloexanona
c) Se a
d) Calcule a frequência de rotações média do catalisador em 5 horas.
e) Calcule o número de rotações do catalisador em 5 horas
Passo 1
O enunciado descreve uma reação de hidrogenação/isomerização do substrato 2-cicloexenona (inicialmente
mol) em presença de catalisador
(
mol) sob
atm de H
por
h. No final, encontra-se 3-cicloexenona (
mol), cicloexanona (
mol) e 2-cicloexenona restante (
mol). Vamos calcular:
– Conversão do substrato;
– Seletividade para cicloexanona;
– Efeito de adição extra de PPh ;
– Frequência média de rotações (TOF);
– Número de rotações total (TON).
– Conversão do substrato;
– Seletividade para cicloexanona;
– Efeito de adição extra de PPh
– Frequência média de rotações (TOF);
– Número de rotações total (TON).
Passo 2
Para a conversão, usamos
com
mol e
mol. Logo,
Passo 3
Para a seletividade à cicloexanona, tomamos a fração de produto desejado sobre o substrato consumido:
Passo 4
A adição de mais
ao início da reação aumenta a concentração de ligante livre, deslocando o equilíbrio de coordenação do catalisador para formas menos ativas (complexos piridínicos saturados). Isso diminui o número de sítios ativos e, portanto, a conversão seria menor.
Passo 5
A frequência média de rotações do catalisador (TOF) é o número de mols de substrato consumido por mol de catalisador por unidade de tempo. Temos consumo de
mol em
h com
mol de catalisador:
Passo 6
O número total de rotações (TON) é o número de mols de substrato convertido por mol de catalisador ao fim do experimento:
Resposta
(a) Conversão
.
(b) Seletividade para cicloexanona .
(c) A conversão seria menor, pois o excesso de forma complexos catalíticos menos ativos.
(d) Frequência média de rotações (TOF) .
(e) Número de rotações (TON) .
(b) Seletividade para cicloexanona
(c) A conversão seria menor, pois o excesso de
(d) Frequência média de rotações (TOF)
(e) Número de rotações (TON)