Lista 1 - Cinética e Reatores

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EQE364 - Cinética Química e Reatores 
Prof. Arthur Mussi 
 
1a Lista de Exercícios 
 
1) Na produção de amônia a partir de nitrogênio e hidrogênio, 10 toneladas de cada reagente são 
alimentadas no reator. Considerando a conversão completa do reagente limitante, determine a 
quantidade de amônia produzida. 
 
2) O etano é misturado com oxigênio, obtendo-se uma mistura cuja composição é de 80% de 
etano e 20% de oxigênio em base molar. Esta mistura é queimada com 200% de excesso de ar 
(79% nitrogênio e 21% oxigênio). Sabendo que 80% do etano é convertido em CO2, 10% em CO 
e 10% não é queimado, determine a razão molar entre CO2 e CO na saída. 
 
3) A reação de saponificação entre a soda cáustica e o estearato de glicerilo (triesterina) pode ser 
representada pela seguinte equação: 
 
3 NaOH + (C17H35COO)3C3H5 -> 3 C17H35COONa + C3H5(OH)3 
 
Partindo-se de uma mistura constituída de 10 mol/L de soda cáustica e 2 mol/L de estearato de 
glicerilo, determine a composição dessa mistura quando houver: 
 
a) Uma conversão de 30% em termos de soda cáustica 
b) Uma conversão de 82% em termos de estearato de glicerilo. 
 
4) A reação A+2B -> C é conduzida em um reator batelada em fase gasosa a pressão e 
temperatura constantes. Na alimentação, foram introduzidos inicialmente 1 mol de A e 1 mol de B 
a 298K e 10 bar. Determine a variação percentual do volume reacional e a concentração final do 
reagente A quando a conversão do reagente limitante é de 60%. 
 
5) A reação reversível A+B C é conduzida em um reator batelada em fase líquida de 10L. Na 
alimentação são introduzidos 2 mols do reagente A, 1 mol de reagente B e 2 mols de um inerte I 
Determine a constante de equilíbrio da reação em termos de concentrações sabendo que a 
conversão de equilíbrio em termos do reagente limitante é de 50%. 
 
6) A reação A -> B+C é conduzida em um reator batelada a volume constante e em fase gasosa. 
Alimenta-se uma mistura com 50% de A, 30% de B e 20% de um inerte I na pressão de 1 bar e 
298K. Determine a pressão final do sistema para uma conversão de 80% do reagente A. 
 
7) A substância A se decompõe segundo a seguinte reação A -> B+C. Determine a energia de 
ativação da decomposição da substância A a partir dos seguintes dados experimentais: 
 
 
k (1/s) 0.00043 0.00103 0.00180 0.00355 0.00717 
T (oC) 40 46 50 55 60 
 
 
8) A síntese da amônia a 50 atm pode ser representada pela equação: 
 
3 H2 + N2 2 NH3 
 
Sabe-se que a 700K, a constante de equilíbrio da reação é KP = 9.5 x 10-5. Determine a 
composição de equilíbrio partindo: 
 
a) De uma alimentação de reagentes em proporções estequiométricas. 
b) De uma alimentação de reagentes com 60% de H2, 20% de N2 e 20% de um inerte I em 
base molar. 
 
9) A reação CO+2H2 CH4OH ocorre a 200oC e 10 bar em fase gasosa. Calcule a composição 
de equilíbrio de um sistema alimentado com quantidades iguais de CO e H2. Dados: 
 
 CO(g) H2(g) CH4OH(g) 
Gf
o a 25oC [kJ/mol] -137 0 -162 
Hf
o a 25oC [kJ/mol] -111 0 -201 
CP [J/(molxK)] 30 29 57