A reação
é efetuada em um reator batelada fechado alimentado em proporção estequiométrica. Calcule o fator de expansão volumétrica
para a reação:
a) A reação for iniciada em presença apenas de A e B.
b) A reação for efetuada na presença de um inerte gasoso, de tal forma que
dos mols presentes no tempo
sejam desse composto não-reativo.
c) Nas condições de operação do item (b) acima, qual será o volume ocupado pelo meio reacional quando
, se o volume inicial do mesmo for de 10 litros, e T e P forem mantidas constantes durante a reação?
a) A reação for iniciada em presença apenas de A e B.
b) A reação for efetuada na presença de um inerte gasoso, de tal forma que
c) Nas condições de operação do item (b) acima, qual será o volume ocupado pelo meio reacional quando
Passo 1
O enunciado trata da reação gasosa
efetuada em reator batelada fechado sob pressão e temperatura constantes. O objetivo é calcular o fator de expansão volumétrica
sabendo que, para gás ideal em P e T constantes,
, logo
Passo 2
(sem inertes) Alimentação estequiométrica significa
. Podemos tomar
Definindo a conversão de A como
o número total de mols em função de
é
No fim da reação (
) tem-se
, então
Passo 3
(com inerte) Agora há um composto inerte G de modo que
dos mols iniciais são inertes. Ainda
, logo
Dentro dos reagentes restam em proporção 3:1, então
A extensão é
. Calcula-se
Para
vem
, de onde
Passo 4
Ainda no caso do inerte, como
, obtemos em qualquer conversão
Para
e
:
Resposta
a)
b)
c)
b)
c)