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Material para estudoTRANSCRIPT
Volume Variável (Parte I)Grupo: • Caio Henrique de Andrade
Firmino• Diógenes Marcos P. de Souza
Júnior• Henryli Alecrim Sobreira
Universidade Federal de Campina Grande
Centro de Ciências e TecnologiaUnidade Acadêmica de Engenharia
QuímicaCinética Química
Professora: Meiry Gláucia Freire
Sumário
•Introdução
▫Reações a volume constante;
▫Reações a volume variável.
•Caracterização matemática
▫Reações de ordem zero;
▫Reações de primeira ordem.
•Conclusão
•Referências
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Introdução
•Volume constante:
São reações que ocorrem sem variação do
numero de moles.
3
Introdução
•Volume variável:
São reações que ocorrem com variação do
numero de moles, haverá contração ou
expansão de volume.
4
Caracterização matemática
•
5
Caracterização matemática
•Para os casos onde as reações ocorrem
com a variação de volume, haverá
alterações nas expressões de velocidade
de reação;
•
6
Caracterização matemática
•Para relacionar o volume (V) com a
conversão fracional (XA), utiliza-se a
seguinte equação de estado:
•
7
(1)
Caracterização matemática
•Para obter a expressão de volume (V) em
função da conversão (XA) faz-se uso da
equação:
•
8
Caracterização matemática
•O fator () é definido:•
9
Caracterização matemática
•A expressão da velocidade de consumo do
reagente A em termos do número de mols
é:
•Para os demais componentes, tem-se:
•
10
(2)
(3)
Caracterização matemática
•Para os casos de reação de ordem zero, temos
que:
•Ou na forma integrada, como:
•
11
(4)
(5)
Caracterização matemática
•Para reações irreversíveis de primeira
ordem a volume constante, tem-se:
•Para reações irreversíveis de primeira
ordem a volume variável, tem-se:
•
12
(6)
(7)
Caracterização matemática
•Sabendo-se que:
•Substituindo-as na equação anterior, tem-
se que:
•
13
(8)
(9)
Caracterização matemática•Substituindo a eq. (9) na eq. (7), temos:
•Simplificando, tem-se:
•Resolvendo a integral:
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(10)
(11)
(12)
Caracterização matemática
•Como,
▫Então,
•
15
(13)
(14)
Conclusão
•Para os casos de reações de primeira
ordem as expressões de velocidade a
volume constante são iguais a volume
variável.
•Para valores positivos de , significa dizer
que há uma expansão volumétrica caso
contrario uma contração.
•Foi possível descrever equações para a
velocidade de reação a volume variável.
•
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Referências
•SILVEIRA, B. I.; Cinética química das
reações homogêneas, 1996, cap. 3 p. 41-
54.
•LEVENSPIEL, O.; Engenharia das reações
químicas, vol. 1 Cinética Química
Aplicada, 1926, cap. 3 p. 33-52.
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OBRIGADO!
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