A reação
segue uma cinética elementar catalisada por sólido. A reação, em fase gasosa, é conduzida em um reator batelada com volume de
preenchido com 1 kg de catalisador. A constante de velocidade da reação é k
e 10 mols de A são introduzidos, inicialmente, no reator. Qual a conversão obtida após 20 min de operação neste reator?
Passo 1
O enunciado trata de uma reação elementar em batelada catalisada por sólido,
. O reator tem
e contém
de catalisador. A constante de velocidade é
e a quantidade inicial de
é
, o que dá a concentração inicial
Queremos a conversão após
.
Passo 2
Como a reação é elementar heterogênea, a taxa de consumo de
obedece
onde
é a massa de catalisador.
Passo 3
Separamos variáveis e integramos de
a
no intervalo de
a
:
o que leva a
e, portanto,
Passo 4
Substituindo
,
,
e
:
logo
Como
, fica
. A conversão é
Resposta
A conversão após
é
(ou
).