Desenvolvimento de cinética heterogênea (adsorção, reação na superfície, e dessorção) conforme a etapa controladora:
, reação na superfície controla

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre cinética heterogênea, especificamente envolvendo adsorção, reação na superfície e dessorção. A reação que estamos analisando é , e a etapa controladora dessa reação é a reação na superfície. Para resolver isso, vamos precisar entender como cada etapa contribui para a taxa total da reação e aplicar as leis de taxa apropriadas.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as três etapas principais da cinética heterogênea:
  1. Adsorção: A molécula A se liga à superfície catalítica formando um complexo adsorvido, que a gente pode chamar de A*.
  2. Reação na Superfície: O A* reage para formar os produtos B e C diretamente na superfície.
  3. Dessorção: Os produtos B e C saem da superfície, liberando o espaço para mais moléculas de A se ligarem.

Passo 3

Agora, vamos escrever as equações de taxa para cada uma dessas etapas. Para isso, usamos as constantes de taxa para adsorção ( ), reação ( ) e dessorção ( ):
  • Adsorção:
  • Reação na Superfície:
  • Dessorção: e

Passo 4

Como a reação na superfície é a etapa controladora, ela determina a velocidade total da reação. Vamos assumir que o estado estacionário se aplica ao intermediário A*, ou seja, a taxa de formação de A* é igual à taxa de seu consumo.
Matematicamente:

Passo 5

Vamos resolver essa equação para expressar em termos de e :

Passo 6

A taxa total da reação é determinada pela etapa controladora, que é a reação na superfície. Então, a taxa é igual a :

Passo 7

Vamos simplificar a expressão para a taxa :

Resposta

A taxa total da reação é dada por:

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Julgue os seguintes dados da reação heterogênea conduzida em reator diferencial e determine quais espécies adsorvem no catalisador.
<br> atm <br> atm <br> atm velocidade <br>
1 1 1 2 0,114
2 1 10 2 1,140
3 10 1 2 0,180
4 1 20 2 2,273
5 1 20 10 0,926
6 20 1 2 0,186
7 0,1 1 2 0,0243
Demonstrar que, sendo e vetores dois a dois ortogonais, então:
Considere as matrizes:
, calcule e .
Sejam A e B matrizes quadradas simétricas de ordem n. Mostre que:
é simétrica para toda matriz quadrada de ordem .