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CINETICA.UMC.2017.2

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CA0 ≠ 3. Deduza também a expressão do tempo de meia vida da reação para A.
4ª QUESTÃO: A reação em fase gasosa 3 A → 2 R, irreversível, de 1ª ordem, foi estudada num reator descontínuo isotérmico à pressão constante de 3,0 atm e com uma alimentação de A puro. Ao fim de 3,6 h o volume diminui de 15%. Se a mesma reação for efetuada a volume constante, com uma pressão inicial de 3,0 atm, que tempo será necessário para que a pressão seja 2,67 atm para uma alimentação de 50 mol% de A ?
5ª QUESTÃO: Seja a reação em fase gasosa, de 2ª ordem, 2 A + B 3 C que se processa em um reator descontínuo. Sabendo-se que a alimentação é composta por A e B puros e nenhum C, determine o tempo final da reação, quando reagentes e produtos atingem quantidades equimolares numa pressão total de 4,8 atm e 273ºC. 
Dado: a constante de velocidade da reação é 0,11262 L . mol1 . min1.
RESOLUÇAO:
3ª LISTA DE EXERCÍCIOS RESOLVIDOS
1ª QUESTÃO:
Mecanismo de uma reação química é um modelo físico-químico-matemático que procura mostrar um caminho provável que os reagentes devem seguir para se transformarem em produtos. Para as reações catalíticas, dê um exemplo de mecanismo de catálise homogênea e um exemplo de catálise heterogênea, indicando as reações elementares e a reação global.
2ª QUESTÃO:
Três reações têm lugar simultaneamente em fase gasosa a 800 K e 1 atm:
 A ⇄ R Kp1 = 1,5
 A ⇄ M Kp2 = 1,0
 A ⇄ B Kp3 = 1,5
Admitindo gases ideais, calcular a composição molar da mistura gasosa em equilíbrio e a conversão de cada reação.
3ª QUESTÃO:
Um medicamento perde a sua atividade em 20 dias quando acondicionado a 250C e, ao redor de seis meses quando armazenado num refrigerador a 00C. A que temperatura deve ser acondicionado o medicamento para que o prazo de validade seja 1 ano?
Em temperatura de 3600C, o tempo de meia vida para uma reação de decomposição de 1ª ordem é de 380 min; o tempo necessário para que 95% do reagente seja consumido a 4500C é de 24 min. Calcule o tempo para que sejam consumidos 80% do reagente a 1500C.
4ª QUESTÃO:
A reação química de 1ª ordem, em fase líquida, 2 A R + S, é processada num laboratório piloto da seguinte forma: uma vazão de 20 L / h da solução aquosa de A a 600 ppm é alimentada a um reator homogeneizado de 500 L de capacidade, completamente cheio de água pura. Uma vazão de 20 L / h da solução resultante eflui do reator. Sabendo-se que a velocidade específica da reação é de 0,12 h1, determine a concentração de A na saída do reator após 1,5 h. Plote a concentração de A que eflui do reator versus tempo.
5ª QUESTÃO:
Num reator descontínuo que processa a reação 2 A P + 3 M em fase gasosa, apresenta, em t0 = 0, a composição volumétrica de 75% de A e 25% de inertes, sendo a concentração inicial de A 0,4 mol/L. O gráfico abaixo mostra a cinética da reação. Determine:
A concentração de A após 3,0 h de reação;
O tempo em que a concentração de A atingir a décima parte do seu valor inicial.
 0,2678900
 0,0916535
 
 0 1,56 4,56 t (h)
RESOLUÇÃO:
4ª LISTA DE EXERCÍCIOS RESOLVIDOS
1ª QUESTÃO:
Sobre a Catálise, faça a associação correta:
Catálise Homogênea
Catálise Heterogênea
Catalisador comum ou catalisador positivo
Catalisador negativo ou inibidor
Promotor de catalisador
Veneno de catalisador
Suporte de catalisador
Biocatalisador
( ) ativador de catalisador
( ) enzima
( ) diluente de catalisador
( ) adsorção química/sitios ativos
( ) diminuidor da energia de ativação
( ) conservante de alimentos enlatados
( ) desativador de catalisador
( ) mecanismo de reação/regeneração do cat.
2ª QUESTÃO:
A reação química, de 2ª ordem, em fase líquida, M + 2 N R + 2 P, inicialmente com 0,30 mol/L de M e 0,80 mol/L de N, é processada num reator de batelada e sua cinética é mostrada na Figura 1.
A partir do gráfico da Figura 1 determine: 
(a) o tempo de meia-vida em relação a ao reagente limitante; 
(b) as concentrações, em mol/L, de M, N, R e P no reator no instante 2,0 horas.
 
 
 Figura 1. Cinética da reação M + 2 N R + 2 P 	 
3ª QUESTÃO: 
(a) A decomposição de uma substância orgânica nitrogenada a 30°C leva 40 dias, enquanto que a 50°C leva apenas 8 dias. Quanto tempo levará a decomposição dessa substância em ambiente a cinco graus celsius negativos?
(b) A presença de uma enzima aumenta em um milhão de vezes a velocidade de uma reação bioquímica à temperatura do corpo (37°C). Sabendo que uma reação ocorre no corpo com energia de ativação de 28 kJ/mol porque está catalisada por uma enzima, qual seria a sua temperatura de ocorrência, em °C, se não fosse catalisada e com uma energia de ativação de 80 kJ/mol?
4ª QUESTÃO:
Dadas as reações paralelas em fase gasosa , em equilíbrio a 1000 K e 1 atm.
 A ⇄ N Kp1 = 0,6
 2 A ⇄ M Kp2 = 3,6
Pedem-se: 
a composição molar percentual da mistura final em equilíbrio após certo tempo;
a conversão fracional do reagente em cada reação.
5ª QUESTÃO:
A reação de decomposição, de 1ª ordem, em fase líquida, A 2 R + P, de constante de velocidade 0,05 h1 é processada num tanque agitado de capacidade 12 m3. Uma vazão de 500 L/h de água pura é admitida no tanque, que inicialmente apresenta 5 m³ de solução com 800 ppm do reagente. A solução eflui à razão de 220 L/h. Pede-se:
o tempo de transbordamento ou esvaziamento do tanque e o esboço gráfico volume de líquido dentro do tanque versus tempo.
a equação diferencial que permite estimar a concentração de A no tanque ao longo do tempo. 
6ª QUESTÃO:
Calcule a conversão máxima de equilíbrio de A na reação reversível em fase líquida, A + 2 B ⇄ R, com k1 (reação direta) igual a 1,0 L² . mol2 . min1 e k2 (reação inversa) igual a 2,16 min1, sendo 1ª ordem em A e 2ª ordem em B na reação direta e 1ª ordem em R na reação inversa. No instante inicial da reação têm-se: CA0 = 1,0 mol/L; CB0 = 2,0 mol/L e CR0 = 0.
FORMULÁRIO DE CINÉTICA INDUSTRIAL
 
Para processo isobárico (P = P0), isotérmico (T = T0) e o fator de compressibilidade constante (Z = Z0) , 
 tem-se: .
 , R = 0,08206 atm . L .mol1. K1 = 62,36 mm Hg . L. mol1. K1
Unidades da constante de velocidade ou velocidade específica: [k] = Ln1 . mol 1 n . s1
Caracterização matemática de sistemas com reações simples, homogêneas, irreversíveis:
(6.1) Para reações gasosas do tipo A → P, em termos de concentração em mol do reagente-limite A.
 
 (eq. diferencial muito complexa) 
 (6.2) Para reações gasosas do tipo A → P, em termos de conversão fracional do reagente-limite A.
 , 
 
 (6.3) Para reações líquidas do tipo A → P, em termos de concentração em mol do reagente-limite A.
 
 
 (6.4) Para reações líquidas do tipo A → P, em termos de conversão fracional do reagente-limite A.
 ,