Uma reação conduzida em um reator batelada a temperatura constante é de ordem zero, e a concentração e varia em função do tempo conforme a seguinte equação
Para poder determinar a energia de ativação da reação, a reação foi conduzida em três experimentos cada um a uma temperatura, obtendo os seguinte dados cinéticos:
Para poder determinar a energia de ativação da reação, a reação foi conduzida em três experimentos cada um a uma temperatura, obtendo os seguinte dados cinéticos:
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0 | 10 | 20 | 25 | |
---|---|---|---|---|---|
|
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20 | 18 | 15 | 11 |
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20 | 16 | 12 | 7,0 | |
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20 | 15 | 9 | 0,75 |
Determinar:
Qual o valor de A
Qual o valor de A
Passo 1
O exercício fala de uma reação de ordem zero num reator batelada a temperatura constante, em que
A gente tem medidas de
Conteúdo: cinética química (reação de ordem zero) e equação de Arrhenius.
O que vamos fazer:
1) calcular as constantes de velocidade
2) usar a forma linearizada de Arrhenius (
3) extrair
Passo 2
Calcular
pela equação integrada de ordem zero:
Escolhendo o ponto em
- Em
- Em
K, , então
- EmK, , então
Passo 3
Lei de Arrhenius e sua forma linear:
Aí montamos os pares
:
- Para 380 K:
, . - Para 400 K:
, . - Para 420 K:
, .
Passo 4
A inclinação da reta é
Por exemplo, usando os pontos em 380 K e 400 K:
$$m = \frac{-0{,}916 - (-1{,}386)}{0{,}002500 - 0{,}002632}
= \frac{0{,}470}{-0{,}000132}
= -3560\;\mathrm{K}\,. $$
Logo
O intercepto é
Pegando
K:
Passo 5
Finalmente o fator de frequência:
Resposta
O valor do fator de frequência é