Lista 4 - Cinética e Reatores

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EQE364 - Cinética Química e Reatores 
Prof. Arthur Mussi 
 
4a Lista de Exercícios 
 
1) O álcool t-butílico (ATB) é produzido a partir da hidratação do isobuteno (I) em um catalisador. 
Propõe-se o seguinte mecanismo: 
 
I + S ↔ IS 
H2O + S ↔ H2OS 
H2OS + IS ↔ ATBS + S 
ATBS ↔ ATB + S 
 
Obtenha a equação da taxa admitindo: 
 
a) A reação superficial como etapa limitante. 
b) A adsorção do isobuteno é a etapa limitante. 
c) A reação segue o mecanismo de Eley-Rideal, isto é, considere que a água não adsorve e a 
reação superficial abaixo é a etapa limitante: 
 
H2O + IS ↔ ATBS 
 
2) A reação química abaixo ocorre na superfície de um catalisador, em que os efeitos de difusão 
podem ser desprezados. 
 
A + B ↔ C 
 
Ao conduzir ensaios experimentais, encontrou-se a seguinte expressão para a equação da taxa da 
reação: 
 𝑟 = 
𝐾
1
𝑃
𝐴
𝑃
𝐵
−𝐾
2
𝑃
𝐶
1+𝐾
3
𝑃
𝐴
A partir dessa expressão, proponha um mecanismo para essa reação e indique a etapa limitante. 
Qual é o significado físico das constantes K1, K2 e K3? 
 
3) As curvas A, B e C apresentadas na figura abaixo apresentam as variações de velocidade de 
reação para três reações diferentes catalisadas por partículas sólidas. O que você pode dizer a 
respeito de cada reação? 
 
 
 
4) A reação A → B é conduzida em um reator diferencial de leito fixo em diferentes temperaturas, 
vazões de entrada e tamanhos de partícula. Os resultados são mostrados no gráfico abaixo. 
 
 
a) Em quais regiões (isto é, condições de dP, T e FT0) o processo é limitado pela transferência 
de massa externa? 
b) Em quais regiões a reação superficial é a etapa limitante? 
c) Em quais regiões o processo é limitado pela transferência de massa interna? 
d) Determine o fator de efetividade em T = 400K e dP = 0.8 cm.