A reação em fase gasosa é de primeira ordem em e em B e está ocorrendo isotermicamente em um PFR. A alimentação é equimolar, e a temperatura e pressão de entrada são e . A constante de reação a esta temperatura é . Determinar a taxa de reação na entrada do reator, isto é, em .

Passo 1

Vamos resumir o que precisamos fazer: temos uma reação gasosa que é de primeira ordem em A e B. Estamos trabalhando com um reator de fluxo contínuo (PFR) e precisamos determinar a taxa de reação na entrada do reator ( ). Para isso, vamos usar a cinética química e a lei dos gases ideais para calcular as concentrações de A e B na entrada.

Passo 2

Primeiro, vamos entender as condições de alimentação. Sabemos que a alimentação é equimolar, ou seja, as quantidades molares de A e B são iguais. A pressão total de entrada é de 10 atm e a temperatura é de . Vamos converter a temperatura para Kelvin:

Passo 3

Como a alimentação é equimolar, a pressão parcial de A e de B na entrada é metade da pressão total:
Usando a lei dos gases ideais, a concentração ( ) é dada por:
onde . Calculando as concentrações:

Passo 4

Agora, aplicamos a lei de taxa da reação. Como a reação é de primeira ordem em A e em B, a taxa de reação ( ) é:
Substituindo os valores:

Passo 5

Calculando a taxa de reação:

Resposta

A taxa de reação na entrada do reator ( ) é aproximadamente .

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A decomposição térmica do isocianato isopropílico foi estudada em um reator diferencial de leito empacotado. Com os dados abaixo, determine os parâmetros da equação da taxa de reação:
Experimento Taxa Concentração Temperatura (K)
1 0,2 700
2 0,02 750
3 0,05 800
4 0,08 900
6 0,1 950
Adotando o hidrogênio como base de cálculo, construa a tabela estequiométrica para a reação , com uma alimentação equimolar de e . Se a pressão de entrada é e a temperatura de entrada é , calcule a concentração de amônia e hidrogênio quando a conversão de for .
A reação abaixo ocorre em fase gasosa.
. A alimentação consiste de mol de amônia em ar a e .
Expresse Pi e Ci para todas as espécies como função da conversão para um reator a pressão constante operando isotermicamente. Expresse volume como função de X.