lista de exercicios 01

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LISTA DE EXERCÍCIOS – 01 
Disciplina: Cálculo de Reatores 01 
 
01) Para a equação química abaixo, qual a relação entre as taxas de reação entre as diferentes 
espécies? 
A+2B+3C+1/2D→3/4E+F+G 
 
02) Uma reação tem a equação estequiométrica dada por A+B→R. Qual é a ordem da reação? 
 
03) Dada a reação abaixo, qual a relação entre as taxas de formação e desaparecimento dos três 
componentes da reação? 
 
 
04) Uma certa reação tem uma taxa dada por: 
 
Se a concentração fosse expressa em mol/l e o tempo em horas, qual seria o valor e as unidades da 
constante de taxa? 
 
05) Para uma reação de um gás à temperatura de 400K, a taxa é dada por: 
 
a) Quais são as unidades da constante de taxa? 
b) Qual é o valor da constante de taxa para esta reação, se a equação de taxa é expressa como: 
 
 
 
 
 
2 
 
06) Para a reação: temos: 
T (K) K (s-1) 
288 1,04.10-5 
298 3,38.10-5 
313 2,47.10-4 
323 7,59.10-4 
Determine a energia de ativação. Resp.: 22867 cal/mol 
 
07) O produto (H2CN2)2 é empregado na indústria farmacêutica e de explosivos. É formado a partir 
da seguinte reação de dimerização : 2 H2CN2 —> (H2CN2)2 . A conversão é de 99,9% em 10 horas 
a 40 ºC . A 60 ºC a reação dura 6 horas, para 99,9 % de conversão. Qual seria o tempo necessário, 
para a mesma conversão, a 80 ºC. Resp: t = 3,8 h 
 
08) A máxima temperatura permitida para um reator é de 800 K. Até o momento o nosso set-point 
tem sido ajustado em 780 K, com 20 K de margem de segurança para eventuais flutuações de vazão 
e outras. Agora, com um sistema de controle mais sofisticado será possível ajustar o set-point para 
792 K. De quanto a velocidade reação pode ser aumentada com tal alteração. Para a energia de 
ativação considere 175 kJ/mol. Resp: 50 % 
 
09) Para uma reação enzima-substrato, a velocidade de consumo do substrato (reagente) é dada por: 
– rA = 1760 CACB0/(6+CA) mol/m3 s . Quais as unidades das duas ctes? Resp: 6 mol/m3 ; 1760 s-1 
 
10) Ao se dobrar a concentração do reagente em uma reação (do tipo A —> B ) observa-se que a 
velocidade de reação é triplicada. Qual seria a ordem da reação? Resp: n = 1,58 . 
 
11) Para reações (a) e (b), do tipo A + B —> produtos , obtenha as ordens da reação em relação a A 
e B. 
(a) CA 4 1 1 (b) 
(b) 
CA 2 2 3 
 CB 1 1 8 CB 125 64 64 
 -rA 2 1 4 -rA 50 32 48 
Resp: (a) ordem ½ para A e 2/3 para B , (b) ordem 1 para A e 2/3 para B 
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12) Em cada uma das seguintes reações, determine a constante de velocidade específica de reação 
para cada uma das espécies na reação. Assuma que kA em cada caso possui um valor de 25 com a 
combinação apropriada de unidades de mol, dm3 , e s. 
a) Para a reação, 2A + B → C , a lei de velocidade é (-rA) = kA CA2CB 
b) Para a reação, (1/2)A + (3/2)B → C , a lei de velocidade é (-rA) = kA CACB 
c) Para a reação, 4A + 5B → 4C + 6D a lei de velocidade é (-rA) = kA CA2CB 
d) Na reação homogênea em fase gasosa, CH4 + (3/2)O2→ HCOOH + H2O, qual a relação entre as 
taxas de consumo de CH4 e O2? 
 
13) Para a reação A + 2B →(1/3) C, a taxa de reação é dada por (-rA) = 0,07 CACB2- 0,01CC . 
Quando CA= 0,75 molo/L, CB= 2,5 mol/L, CC = 3,75 mol/L qual será o valor de (-rB)? 
 
14) A constante de velocidade da combinação de H2 com I2 para formar HI é 0,0234 (L/ mol.s) a 
400ºC e 0,750( L/ mol.s) a 500ºC. Calcule a energia de ativação da reação. Resp.: 1,5x105 J/mol. 
 
15) Os dados a seguir referem-se à cinética da reação entre o NO(g) e o O2(g) para produzir NO2(g). 
Concentração de NO 
(mol/L) 
Concentração de O2 
(mol/L) 
Velocidade da reação 
(mol.L-1.s-1) Temperatura (˚C) 
0,020 0,010 1,0 x 10-4 400 
0,040 0,010 4,0 x 10-4 400 
0,020 0,040 4,0 x 10-4 400 
0,020 0,040 16,0 x10-4 ? 
 
Analisando-se os dados, verifica-se que: 
a) A expressão para a equação da velocidade de reação é : v = k(CNO).(C02); 
b) A velocidade da reação independe da concentração de oxigênio; 
c) A temperatura no último experimento é maior que 400 ˚C; 
d) O valor da velocidade específica da reação a 400˚C é de 1,0 L.mol-1; 
e) O valor da velocidade específica da reação é o mesmo em todos os experimentos. 
 
16) Em um laboratório, foram efetuadas diversas experiências para a reação: 
2H2(g) + 2NO(g) ® N2(g) + 2H2O(g) 
Os resultados das velocidades iniciais obtidos estão representados na tabela a seguir: 
4 
 
 
Experiência Concentração de H2 (mol/L) 
Concentração de NO 
(mol/L) 
Velocidade imicial 
da reação (mol.L-1.s-
1) 
1 0,10 0,10 0,10 
2 0,20 0,10 0,20 
3 0,10 0,20 0,40 
4 0,30 0,10 0,30 
5 0,10 0,30 0,90 
 
Com base nesses dados, a equação da velocidade para a reação é: 
a) v = k(CH2) 
b) v = k(CNO) 
c) v = k(CH2) . (CNO) 
d) v = k(CH2)2. (CNO) 
e) v = k(CH2) . (CNO)2 
 
17) Uma regra prática diz que para cada dez graus Celsius de aumento de temperatura a velocidade 
de reação é duplicada. Calcule a energia de ativação para esta reação, caso fosse possível aumentar 
de 100˚C para 120˚C a temperatura de operação de um reator de escoamento contínuo ideal 
isotérmico, mantendo a conversão e as outras condições de operação constantes. Resp.: 8,45x104 
J/mol