Exercícios Reatores

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1 – A formação de nitroanilina (um importante intermediário para produção de corantes) é 
obtida a partir da reação do ortonitroclorobenzeno (ONCB) e amônia aquosa, conforme 
esquema abaixo. 
 
A reação em fase líquida é de primeira ordem em relação a ONCB e amônia com 
k = 0,0017 m3/kmol.min a 188 ºC com E = 11273 cal/mol. As concentrações de entrada do 
ONCB e amônia são 1,8 kmol/m3 e 6,0 kmol/m3, respectivamente. 
(a) Escreva a lei de velocidade para a taxa de desaparecimento do ONCB em termos das 
concentrações. 
(b) Monte uma tabela estequiométrica para essa reação considerando que o processo é 
contínuo? 
(c) Escreva -rA apenas em função da conversão. 
(d) Qual é a velocidade inicial de reação (X = 0) nas temperaturas de 188 ºC, 25 ºC e 288 ºC? 
(e) Qual é a velocidade de reação quando X = 90 % nas temperaturas de 188 ºC, 25 ºC e 
288 ºC? 
(f) Qual deveria ser o volume do reator CSTR para atingir uma conversão de 90 % a 25 ºC e 
288 ºC considerando uma vazão molar de entrada de 2 mol/min? 
(g) E para um PFR nas mesmas condições? 
 
2 – Considerando H2 como base de cálculo, construa uma tabela estequiométrica complete 
para a reação abaixo para um sistema de fluxo contínuo, isobárico e isotérmico com 
alimentação equimolar de N2 e H2. 
 12𝑁! + 32𝐻! → 𝑁𝐻! 
 
Se a pressão total de entrada é 16,4 atm e a temperatura de entrada é 1727 ºC, calcule as 
concentrações de amônia e hidrogênio quando a conversão de H2 é 60 %. Se tomarmos o N2 
como a base de cálculo, seria possível atingir uma conversão de 60 %? 
 
3 – Calcule a conversão no equilíbrio e as concentrações para cada uma das reações a seguir: 
(a) A reação em fase líquida 
𝐴 + 𝐵 ↔ 𝐶 
com CA0 = CB0 = 2 mol/dm3 e Kc = 10 dm3/mol. 
 
(b) A reação em fase gasosa 
𝐴 ↔ 2𝐶 
ocorrendo em um reator contínuo sem queda de pressão. A espécie A entra pura a uma 
temperatura de 400 K e 10 atm. Nessa temperatura, Kc = 0,25 mol/dm3.