PV. 7 Um reator de mistura perfeita está sendo usado para determinar a cinética de uma reação, cuja estequiometria é A-> R. Para essa finalidade, várias vazões volumétricas de uma solução aquosa de 100 mmols de A/L são alimentadas no reator de 1 litro. A concentração de
saída de A é medida para cada corrida. Encontre a taxa de reação que representa os dados abaixo. Considere também que somente o reagente
afeta a taxa.
1
6
24
4
20
50
saída de A é medida para cada corrida. Encontre a taxa de reação que representa os dados abaixo. Considere também que somente o reagente
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1 | 6 | 24 |
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4 | 20 | 50 |
Passo 1
O enunciado descreve um reator de mistura perfeita (CSTR) de volume
L, alimentado com solução de
a
mmol/L em três vazões volumétricas
. Medem-se as concentrações de saída
. Queremos achar a lei de velocidade supondo que somente
afeta a taxa. Para isso, usamos o balanço de massa em regime permanente em um CSTR.
Passo 2
Escrevendo o balanço de massa para
em regime permanente:
onde
é a taxa de consumo de
(em mmol /
in). Como
L, temos
Passo 3
Calculamos
para cada ponto:
Para L/min e
mmol/L,
Para
Para
L/min e
mmol/L,
Para
L/min e
mmol/L,
Passo 4
Agora relacionamos
com
. Os pares
são
,
e
. Observa-se que em cada caso
Isso indica que a taxa é proporcional a
, ou seja, reação de primeira ordem:
Passo 5
Igualando
aos valores obtidos, achamos
Logo, a lei de velocidade é de primeira ordem em
com constante
min
.
Resposta
A lei de velocidade é
portanto reação de primeira ordem em
, com
min
.