Reatores Homogeneos - Avaliacao 1 - Engenharia Quimica UFPR

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ SETOR DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 20232 REATORES HOMOGÊNEOS AVALIAÇÃO 1 DATA 26092023 NOME GRR 1 A energia de ativação para a decomposição do etileno é 260 kJmol 2 4 4 8 2 g g C H C H Assumindo que a 800 K o valor da constante de taxa é 00315 m3mols determine a 10 O valor da constante a 900 K b 15 O tempo de reação necessário em um reator descontínuo 900 K e 25 atm para se obter 90 de conversão 2 O mecanismo de reação de 3 etapas abaixo que está de acordo com os dados experimentais para a reação entre o clorofórmio e o cloro gasoso 2 2 g g Cl Cl etapa reversível 3 3 g g g g CHCl Cl CCl HCl etapa lenta 3 4 g g g CCl Cl CCl etapa rápida Com base nesta informação a 15 Deduza a equação de taxa para a reação entre o 3 CHCl e o 2 Cl b 10 A reação ocorre em um reator que opera a 600 K e 10 atm Ao reator são alimentados o clorofórmio 20 e cloro em excesso nas condições de reação Determine a composição fração molar para a conversão de 65 3 O composto X é muito utilizado como reagente gasoso em muitos processos químicos Porém o mesmo é tóxico e mesmo em pequenas quantidades quando emitido para o meio ambiente pode provocar sérias lesões e até mesmo a morte além de vários danos ambientais De forma a evitar a emissão do composto X são necessários processos para recuperação do composto X não reagido Entre os métodos disponíveis o mais simples é a reação do composto X com uma solução aquosa W do composto A Neste método o composto X é solubilizado na solução aquosa que é enviada para um reator descontínuo A reação em fase líquida que ocorre é a seguinte 2 W A X P S W Os compostos P e S possuem baixa toxicidade e não causam danos ao meio ambiente A única precaução é que se tenha a solubilização completa do composto X na solução aquosa de A Para tal devese utilizar um grande excesso de A desta forma a taxa de transferência de massa entre o composto X gasoso e a solução alcalina é suficientemente elevada Com esta alternativa a transferência de massa é desprezível e a reação química é o mecanismo controlador do processo Com base nessas informações responda as questões abaixo a 10 É correto afirmar que a velocidade de decomposição de X é o dobro da velocidade de decomposição de A Se negativo qual seria a resposta correta b 10 Qual a expressão de taxa de reação para o composto A sabendo que a reação é elementar c 15 Foi sugerido pelo seu chefe a remoção de P e S do meio reacional visando o aumento da velocidade de reação Você concorda com esta sugestão Que resposta você daria ao seu chefe d 15 Qual o tempo necessário para reduzir a concentração de X pela metade sabendo que nas condições descritas acima a constante de taxa possui o valor de 14 h1 BOA PROVA UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ SETOR DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 20232 Anexo 1 1 Ao A o i A A o C X T P C X T P Tipo de reação Equação de velocidade Forma integrada Ordem zero n 0 k dt dC r A A AO A C C kt ou AO C XA kt A P n 1 A A A kC dt dC r ou A A A A A X kC dt dX C r O O 1 kt C C A AO ln ou XA kt ln 1 A B P n2 O O A B B C C A A A B dC r kC C dt ou A B A A A A A X X kC dt dX C r O O 1 2 C kt C kt C C C C C X X X X O O O O O A B B A B A A B A B A B A B 1 ln 1 ln 1 ln1 2A P n 2 2 A A A kC dt dC r ou 2 2 1 A A A A A X kC dt dX C r O O kt C C AO A 1 1 ou kC t X X O A A A 1 3A P n 3 3 A A A kC dt dC r kt C C AO A 2 2 1 1 Valores de R 8314 J Kmol 008206 Latm Kmol