Lista para Prova 2 de Cinética

1) Qual é a interpretação mais razoável em termos de etapas controladoras da reação, dos dados cinéticos da tabela, obtidos em um reator de mistura perfeita, sabendo-se que o catalisador é poroso? Considere comportamento isotérmico.

Ensaio

Diâmetro do catalisador (mm)

CA de saída (mol/L)

Taxa de rotação

Taxa de reação (M/min)

A

1

1

Alta

3

B

3

1

Baixa

1

C

3

1

Alta

1

2) A reação A R ocorre em pastilha de catalisador porosocom diâmetro de 6mm e difusividade efetiva de 10-6m3/m de catalisador.s. Considerando-se que a concentração do reagente que envolve a partícula seja de 100mols/m3 e a cinética da reação dada por –rA=0,1CA2 mol.m3.s-1. Pode-se dizer que a velocidade global da reação é controlada pela difusão?

3) Weiz e Swegler estudaram a desidrogenação do ciclohexano a ciclohexeno e benzeno, usando um catalisador cromo-alumina na forma de partícula esférica. A temperatura foi de 479°C, 1 atm e fração molar do ciclohexeno de 0,31. Nos experimentos, foram utilizados três tamanhos de partículas diferentes: 0,50cm, 0,184cm e 0,310cm de raio. Considerando esta reação ocorrendo a 2,45min-1 com De de 10-6m3/m de catalisador.min. O que é possível inferir deste experimento?

4) A reação em fase gasosa A R ocorre em um reator de leito recheado, a 10atm e 336°C, com uma conversão de 90% de uma alimentação contendo A puro. No entanto, o vendedor de catalisador garante que na ausência de resistência a difusão nos poros e usando o seu novo e melhorado catalisador poroso (De = 2x10-6 m³/m de catalisador.s), a reação ocorrerá a uma taxa muito melhor que a atual e dada por −𝑟𝐴=0,088𝐶𝐴𝑚𝑜𝑙𝑚³ 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑡𝑎𝑙𝑖𝑠𝑎𝑑𝑜𝑟.𝑠

O catalisador é bem caro! Qual deve ser o diâmetro das bolas do catalisador que deve ser adquirido, sabendo-se que o fator de efetividade é de 0,97?

5) A ustulação do ZnS ocorre a 900°C e 1atm em um reator de leito fluidizado com densidade de sólidos de 4,13g/cm3 (0,0425mol/cm3), obedecendo a seguinte estequiometria:

2𝑍𝑛𝑆+3𝑂2→2𝑍𝑛𝑂+2𝑆𝑂2 𝐾𝑟=2𝑐𝑚/𝑠

As partículas do referido material encontram-se com 2mm de diâmetro e a corrente gasosa contém 8% de oxigênio. Considerando que este processo seja descrito pelo modelo do núcleo não reagido, determine o tempo necessário para a conversão completa de uma partícula para De de 0,08cm²/s