Lista de Exercicios PQI 3305 Fogler Capitulo 13 Reacoes Quimicas

PQI 3305 EXERCÍCIOS FOGLER CAPÍTULOS 13 200524 Exercício 1 A reação de equilíbrio em fase gasosa A 3C ocorre em um reator de escoamento contínuo sem variação de pressão e de temperatura O reagente A puro entra no reator a 400 K e 10 atm a Obtenha a lei de velocidade para a reação taxa de consumo de A e expressea em termos da fração convertida de A isto é rAXA Dados de laboratório indicam que as reações direta e inversa seguem cinética elementar b Para a condição de equilíbrio calcule a fração convertida de A XAeq e as concentrações de A CAeq e de C CCeq sabendo que a constante de equilíbrio Kc vale 025 mol L12 a 400 K Respostas XAeq 058 CAeq 0059 mol L1 CCeq 0246 mol L1 c Partindo do balanço molar de A obtenha uma equação para cálculo do volume de um reator contínuo de mistura perfeita CSTR em estado estacionário em termos da fração convertida de A XA Calcule o volume do reator CSTR para obter 90 da conversão de A no equilíbrio a 400 K sabendose que k 05 min1 e FA0 10 mol min1 Resposta 515 L Exercício 2 solução em computador Sugestão utilize o programa Polymath ou outro de sua preferência a Partindo dos balanços molares de A e C resolva o exercício numericamente para o caso de um reator contínuo tubular ideal PFR em estado estacionário a fim de obter 90 da conversão de equilíbrio na saída do reator operando isotermicamente a 400 K para k 05 min1 e FA0 10 mol min1 Resposta 118 L b Resolva novamente o item 2a considerando agora um reator tubular ideal alimentado com uma mistura de A e um gás inerte I Simule e discuta o desempenho do reator em termos dos perfis de propriedades FA FC v CA CR CI XA XAeq rA para diferentes proporções de A e I na entrada do reator Exercício 3 tarefa A reação elementar irreversível 2A B C deve ser processada isotermicamente em fase gasosa em um reator de escoamento contínuo com queda de pressão desprezível Dados de laboratório indicam que a constante cinética para a reação a 100 C vale k 167107 em unidade consistente no SI sendo a energia de ativação igual a 50 kJ mol1 O reator deve ser projetado para processar 5 mol s1 do gás A a 500 K e 164 atm obtendose 90 de conversão de A à saída Obtenha uma expressão geral para a lei da velocidade da reação rA em termos da fração convertida de A XA para as opções de alimentação a seguir Em seguida usando as equações de rAXA obtidas calcule o volume do reator ideal CSTR e PFR para cada caso i Equimolar em A e B Respostas VCSTR 1702 L VPFR 227 L ii 25 de A e 75 de B molares Respostas VCSTR 8214 L VPFR 926 L iii Proporção estequiométrica de A e B Respostas VCSTR 3038 L VPFR 270 L