PONTÍFICA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL

ENGENHARIA QUÍMICA

ENGENHARIA DAS REAÇÕES QUÍMICAS I

LETÍCIA LICKS E PAULO BAUER

DETERMINAÇÃO DO MODELO CINÉTICO EM UM REATOR BATELADA

ENTRE ACETATO DE ETILA E HIDRÓXIDO DE SÓDIO

Bruna Stein

Flávio Goudinho

Kelly Janoski

Suzana Nagel

Porto Alegre

2012

1. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Medição da condutividade das soluções

Solução A = NaOH

Conditividade= 8,734 mS Temperatura= 295,75 K

Solução B = Acetato de Etila

Conditividade= 114,1 µS Temperatura= 294,65K

Água deionizada

Conditividade= 0 µS Temperatura= 294,65K

Faça a modelagem da reação verificando se esta reação é elementar de

ordem em relação aos reagentes:

XA/CAO*(1-XA)=(Kα-KO)/CAO*(Kα-K)

CA0 = 0,04M

CB0 = 0,04 M

A reação química não é elementar, foi verificado pelo método Integral e

diferencial obtendo valor de ordem igual a 1,3484.

Determinar o valor da velocidade específica à temperatura de realização

do teste.

K (método diferencial) = 0,172234 L.mol-1min-1

K (método integral) = 0,21397 L.mol-1min-1

Quais são os principais fatores que influem a cinética da reação e quais

as prováveis causas de erros que podem estar relacionados com esta experiência.

Os principais fatores que influem na cinética da reação são a temperatura e

concentração dos reagentes.

Os erros desta experiência podem estar relacionados à leitura do

condutivímetro por parte do pesquisador, assim como também a não homogeneização

completa da solução durante a experiência e a calibração do equipamento.

Diga algumas aplicações de determinação da cinética de reação.

O conhecimento sobre a cinética da reação química pode ser usado para fazer

estimativa quanto ao impacto ambiental causado pelo plástico, por exemplo, pois com

ela podemos calcular o tempo que o plástico leva para se decompor. Outra aplicação é

as informações contidas na bula de medicamentos, que tratam sobre o tempo de ação

do medicamento no organismo e o tempo de eliminação do mesmo.

Curva Condutividade X Tempo

Com o auxílio do Excel foi possível obter o gráfico da variação da condutividade

em função do tempo, conforme Figura 1.

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

4,500

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

k(μS

/cm

)

t(min)

Gráfico da condutividade x tempo

Figura 1. Gráfico da variação da condutividade em função do tempo.

Gráfico utilizado na determinação da cinética da reação e as equações e tabelas

de dados utilizados.

Para determinar a cinética de reação foram utilizadas as seguintes equações.

Método diferencial linearizado para determinar a ordem da reação:

Método diferencial:

Método integral:

Tabela 1. Resultados experimentais e tabela de cálculos.

CA0 0,04 273,15 n 1,3484k(μS/cm) t(min) T(°C) T(K) CA (-dCA/dt) ln (-dCA/dt) ln CA Método Integral

3,978 0 21,4 294,55 0,04000 0,00160 -6,43775165 -3,21888 03,956 1 20,6 293,75 0,03876 0,00154 -6,47558333 -3,25035 0,097143,853 2 21,4 294,55 0,03296 0,00148 -6,51409288 -3,41253 0,307453,852 3 21,3 294,45 0,03290 0,00143 -6,5533028 -3,41424 0,206843,752 4 21,2 294,35 0,02727 0,00137 -6,59323655 -3,60206 0,314563,708 5 21,5 294,65 0,02479 0,00132 -6,63391861 -3,69737 0,319633,705 6 21,4 294,55 0,02462 0,00126 -6,67537452 -3,70421 0,270503,664 7 21,3 294,45 0,02231 0,00121 -6,71763091 -3,80273 0,283903,715 8 21,5 294,65 0,02518 0,00116 -6,76071554 -3,68158 0,192633,628 9 21,4 294,55 0,02028 0,00111 -6,80465732 -3,89804 0,261323,628 10 21,5 294,65 0,02028 0,00106 -6,84948637 -3,89804 0,235183,606 11 21,5 294,65 0,01904 0,00101 -6,895234 -3,96109 0,236343,591 12 20,5 293,65 0,01820 0,00097 -6,94193273 -4,00649 0,231803,565 14 21,2 294,35 0,01673 0,00088 -7,03831965 -4,09041 0,223253,610 15 21,6 294,75 0,01927 0,00084 -7,08807883 -3,94933 0,170213,587 16 21,4 294,55 0,01797 0,00079 -7,138931 -4,01895 0,177013,557 17 21,6 294,75 0,01628 0,00075 -7,19091426 -4,11771 0,190573,568 18 21,5 294,65 0,01690 0,00071 -7,24406753 -4,08036 0,171323,539 19 21,3 294,45 0,01527 0,00068 -7,2984303 -4,18202 0,184883,541 20 21,3 294,45 0,01538 0,00064 -7,35404238 -4,17467 0,174063,507 21 21,2 294,35 0,01346 0,00060 -7,41094348 -4,30768 0,193533,478 22 21,4 294,55 0,01183 0,00057 -7,46917269 -4,43703 0,211713,485 23 21,7 294,85 0,01223 0,00054 -7,52876786 -4,40424 0,195853,519 24 21,7 294,85 0,01414 0,00051 -7,58976472 -4,25869 0,160263,498 25 21,7 294,85 0,01296 0,00048 -7,65219575 -4,34606 0,169503,457 26 21,7 294,85 0,01065 0,00045 -7,71608887 -4,54239 0,198503,513 27 21,7 294,85 0,01380 0,00042 -7,78146556 -4,28288 0,146423,442 28 21,7 294,85 0,00980 0,00039 -7,8483387 -4,62509 0,198913,453 29 21,8 294,95 0,01042 0,00036 -7,9167097 -4,56378 0,181573,426 30 21,8 294,95 0,00890 0,00034 -7,98656494 -4,72155 0,202033,429 31 21,8 294,95 0,00907 0,00032 -8,05787141 -4,70274 0,192383,410 32 21,6 294,75 0,00800 0,00029 -8,13057117 -4,82831 0,207023,405 33 21,8 294,95 0,00772 0,00027 -8,20457463 -4,86416 0,206623,400 34 21,4 294,55 0,00744 0,00025 -8,27975234 -4,90134 0,206543,391 35 21,8 294,95 0,00693 0,00024 -8,35592504 -4,97196 0,211903,386 36 21,8 294,95 0,00665 0,00022 -8,43285204 -5,01346 0,212583,388 37 21,8 294,95 0,00676 0,00020 -8,51021758 -4,99665 0,204243,376 38 21,9 295,05 0,00608 0,00019 -8,58761566 -5,10201 0,214973,370 39 21,6 294,75 0,00575 0,00017 -8,66453378 -5,15917 0,218213,365 40 21,9 295,05 0,00546 0,00016 -8,74033674 -5,20943 0,220403,359 41 21,7 294,85 0,00513 0,00015 -8,81425243 -5,27328 0,22470

CA0 0,04 n 1,3484k(μS/cm) t(min) T(°C) T(K) CA (-dCA/dt) ln (-dCA/dt) ln CA Método Integral

3,357 42 21,7 294,85 0,00501 0,00014 -8,88536251 -5,2955 0,22268

3,352 43 21,9 295,05 0,00473 0,00013 -8,95260218 -5,35332 0,226103,348 44 21,9 295,05 0,00451 0,00012 -9,01477359 -5,40211 0,228183,371 45 21,9 295,05 0,00580 0,00012 -9,07057843 -5,14941 0,187813,337 46 21,9 295,05 0,00389 0,00011 -9,11867318 -5,55003 0,239933,341 47 21,9 295,05 0,00411 0,00011 -9,15774792 -5,49368 0,226623,353 48 22 295,15 0,00479 0,00010 -9,18662385 -5,34149 0,200963,325 49 22 295,15 0,00321 0,00010 -9,2043583 -5,74109 0,253123,317 50 22 295,15 0,00276 0,00010 -9,21034037 -5,89232 0,271013,382 51 21,5 294,65 0,00642 0,00010 -9,2043583 -5,04794 0,153963,378 52 21,2 294,35 0,00620 0,00010 -9,18662385 -5,08366 0,155013,370 53 21,2 294,35 0,00575 0,00011 -9,15774792 -5,15917 0,160573,370 54 21,2 294,35 0,00575 0,00011 -9,11867318 -5,15917 0,157603,363 55 21,3 294,45 0,00535 0,00012 -9,07057843 -5,23026 0,162633,361 56 21,2 294,35 0,00524 0,00012 -9,01477359 -5,25154 0,162083,297 57 21,5 294,65 0,00163 0,00013 -8,95260218 -6,41684 0,316393,295 58 21,8 294,95 0,00152 0,00014 -8,88536251 -6,4883 0,322603,292 59 22,1 295,25 0,00135 0,00015 -8,81425243 -6,60609 0,336673,268 71 21,8 294,95 0,00000 0,00036 3,268 72 21,4 294,55 0,00000 0,00039 3,268 73 21,4 294,55 0,00000 0,00042

Média 21,55968 Média 0,21397

y = -2E-07x3 + 3E-05x2 - 0,0016x + 0,0356R² = 0,9656

0,0000,0050,0100,0150,0200,0250,0300,0350,0400,045

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

CA (m

ol/L

)

t(min)

Gráfico da Conc. x t (método diferencial)

Figura 2. Gráfico obtido pelo método diferencial em função do tempo.

y = 1,3484x - 1,7589R² = 0,9467

-11,00

-10,00

-9,00

-8,00

-7,00

-6,00

-5,00

-4,00

-3,00

-2,00

-1,00

0,00-6,50 -6,00 -5,50 -5,00 -4,50 -4,00 -3,50 -3,00 -2,50 -2,00 -1,50 -1,00 -0,50 0,00

ln (-

dCA

/dt)

ln CA

Gráfico Linearizado

Figura 3. Gráfico linearizado obtido pelo método diferencial em função do tempo.

2. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BRAGA, Claudia. Cinética Química. Disponível em:

http://www.quimica.ufpb.br/monitoria/Disciplinas/Cinetica_quimica/material/

Cinetica_Quimica_Aula_1.pdf. Acessado dia 01 de novembro 2012.