A reação em fase gasosa,
é conduzida em um reator batelada de volume constante (20L). 20 mols de A puro são introduzidos no reator. Pede-se.
Calcule o tempo necessário para consumir 19 mol de A se a reação for de segunda ordem com
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Calcule o tempo necessário para consumir 19 mol de A se a reação for de segunda ordem com
Passo 1
Beleza, o que a questão está pedindo? A gente tem uma reação em batelada, volume constante de 20 L, começando só com A (20 mol). É reação de segunda ordem, com k = 2 L/(mol·h). Queremos o tempo pra consumir 19 mol de A.
Conteúdo: cinética química de reação de segunda ordem em batelada. Vamos precisar da lei integrada de segunda ordem:
Conteúdo: cinética química de reação de segunda ordem em batelada. Vamos precisar da lei integrada de segunda ordem:
Passo 2
Primeiro, transforma mol em concentração inicial. Como o volume é constante (20 L),
Passo 3
Se a gente consome 19 mol de A, resta 1 mol no reator. Então a concentração final é
Passo 4
Agora aplica a lei integrada de segunda ordem:
Isso vem de separar variáveis em
Passo 5
Substitui os valores:
Calculando o lado esquerdo:
Então
Resposta
O tempo necessário para consumir 19 mol de A é 9,5 horas.