A reação
é processada em um reator pistonado de
é alimentado a uma vazão de 100
com
de reagente A . Sabendo que as constantes cinéticas das reações direta e indireta são iguais
e
, determine a composição do equilíbrio e equação da velocidade de reação.
Passo 1
O enunciado descreve a reação reversível
num reator pistonado (fluxo pistonado, ou PFR) com vazão volumétrica de
e volume de
. A concentração de alimentação é de
em
. As constantes cinéticas são
Precisamos (a) achar a composição no equilíbrio químico
e (b) escrever a equação da velocidade de reação.
Passo 2
Em equilíbrio químico a razão entre concentrações respeita
Aqui
Passo 3
Como a reação não altera o volume total de líquido, a soma das concentrações permanece igual à concentração inicial de
:
Substituindo
obtém-se
Logo
Passo 4
A equação geral da velocidade líquida da reação (formulação de lei de massa) é
onde
indica formação de
(consumo de
). Substituindo os valores numéricos:
Resposta
(a)
,
.
(b) .
(b)