Seja uma reação em fase líquida
O reator opera a
com concentração inicial do A de
e concentração de B é alimentada em excesso com 3,2 em relação ao outro reagente. São dados: constante dos gases
, energia de ativação
e constante cinética a
. .min
Calcule a taxa de consumo de A quando a conversão é de
.
Calcule a taxa de consumo de A quando a conversão é de
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação líquida onde o reagente A reage com o reagente B para formar C e D. As condições são: temperatura de
, concentração inicial de A é
e B está em excesso, com 3,2 vezes a quantidade de A. Queremos calcular a taxa de consumo de A quando já foi convertido 85%.
Aqui a matéria envolvida é Cinética Química, especificamente a determinação da taxa de reação usando a lei da velocidade. Vamos precisar entender a relação entre concentração, taxa de reação e conversão.
Passo 2
Primeiro, vamos definir o que significa conversão de 85%. Conversão (
) é a fração do reagente que foi consumida. Então, se
, significa que 85% de A foi transformado.
A concentração de A após a conversão é dada por:
onde
é a concentração inicial de A.
Passo 3
Vamos calcular a concentração de A após 85% de conversão:
Passo 4
Como B está em excesso, sua concentração não muda significativamente durante a reação. A concentração inicial de B é 3,2 vezes a de A:
Como B está em excesso, podemos considerar
durante toda a reação.
Passo 5
A taxa de reação para a reação balanceada
pode ser expressa pela lei da velocidade:
Assumindo que a reação é de ordem
em A e
em B. Mas como só temos a constante cinética
, vamos considerar a reação de segunda ordem (m + n = 3), mas como B está em excesso, a taxa depende principalmente de [A].
Para simplificar, considerando que B está em excesso, a taxa pode ser expressa como:
onde
. Mas como não foi dado a ordem, assumiremos que a taxa é proporcional a
a partir da constante cinética fornecida.
Passo 6
Agora, usando a expressão da taxa:
Aqui, assumi que a reação é de segunda ordem em A e primeira ordem em B, baseado nas estequiometrias. Então, a constante cinética é de
.
Passo 7
Substituindo os valores:
Passo 8
Vamos calcular passo a passo:
Resposta
A taxa de consumo de A quando a conversão é de 85% é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Uma maneira de administrar uma dosagem cometa de uma droga dentro do corpo humano é ingerir uma cápsula e pemitir que ela se estabeleça no sistema gastrointestinal. Uma vez dentro do corpo, a cápsula libera lentamente o fámaco através de um material gelatinoso não tóxico que pode passar através do sistema gastrointestinal sem se desintegrar, controlado por um processo de difusão. Considerando a presente cápsula como um grânulo esférico de 0,652 cm de diâmetro com uma concentração inicial uniforme de
composto de uma substancia chamada dramamina (um composto anti-histamínico usado para combater náuseas), responda as questões a seguir. a) Qual será a concentração residual de dramamina no centro do grânulo esférico após 48 h ?
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composto de uma substancia chamada dramamina (um composto anti-histamínico usado para combater náuseas), responda as questões a seguir.
Seja uma reação em fase líquida
O reator opera a
com concentração inicial do A de
e concentração de B é alimentada em excesso com 3,2 em relação ao outro reagente. São dados: constante dos gases
, energia de ativação
e constante cinética a
. .min
A taxa será maior ou menor quando a temperatura aumentar para ? Apresente o resultado.
A taxa será maior ou menor quando a temperatura aumentar para
Seja a reação elementar em fase gasosa
O reator foi alimentado por uma mistura de gases contendo
de gás inerte com temperatura de
e . Calcule a taxa de consumo do reagente quando a concentração deste chegar a
.
É dado que a constante dos gases é . K e a constante cinética é
.min
e
É dado que a constante dos gases é