Questão de Química

JUSTIFICATIVA DA ALTERNATIVA CORRETA: (LETRA B) dA Para uma reação de primeira ordem, a equação da taxa é: − = k(A) A dA t dt ∫ = −k∫ dt Integrando a equação anterior, tem-se que: A0 (A) 0 ln(A) = ln(A 0 )−kt A partir da equação anterior, obtém-se a equação para o tempo de meia-vida de uma reação de primeira ordem, ou ln(2) seja, quando A = A0/2: t1/2 = k Substituindo t1/2 = 300 segundos, calculasse o valor de k: −1 300 = 0,6931/k 0 0,0023 seg Assim, é possível calcular a razão (A)/(A0), isto é, a fração residual do reagente após 30 minutos (1800 segundos) de reação: ln[(A0) (/ A)]= kt = 0,0023(1800) = 4,16 (A ) (/ A) = e4,16 = 64 0 (A0) (/ A) = 1/64 = 0,0156 ⇒1,56% Fonte: FOGLER, S. C. Elementos de Engenharia das Reações Químicas. 3ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009.

Reatores do tipo CSTR (Reator Contínuo de Tanque Agitado) são muito usados em processos industriais. Nesse reator, a alimentação entra de maneira contínua e, ao mesmo tempo, um volume igual de conteúdo é descarregado para manter o volume constante em seu interior. Um esquema do sistema de reator do tipo CSTR é representado abaixo.

Supõe-se que uma determinada reação de degradação do reagente A, em um reator do tipo CSTR, apresente o dA 0,6(A) seguinte modelo: − rA = = . dt 0,4 + (A) + 6,2(A)2 Pretende-se reduzir a concentração de A de 2 M para 0,5 M, sendo o fluxo de entrada no reator de 10 L/h (litros/hora). O volume do reator, em litros, considerando as condições de regime permanente, será de