Questões de Concurso Sobre cinética e cálculo de reatores em engenharia química e química industrial

A taxa de uma reação é multiplicada por 4 quando a concentração do reagente é dobrada. A ordem para a reação é

Um pesquisador trabalhando com os dados de concentração (S) de um substrato enzimático e de velocidade de reação (V), sem a presença de inibidores, resolveu aplicar a equação de Michaelis-Mentem, na sua forma linearizada, que, após o ajuste dos dados, encontrou a seguinte expressão: y = 0,06.x + 0,02, com R² = 0,9982. Determine os valores de V_max e K_m.

Foram estudados através de planejamento fatorial do tipo 2² os efeitos da temperatura e catalisador sobre o rendimento de uma reação química. Os dados experimentais obtidos são apresentados na tabela a seguir. Nos ensaios foram empregados dois níveis para a temperatura (40 e 50 °C) e dois tipos de catalisadores (A e B). Cada ensaio foi feito em duplicata.

Analise as afirmativas a seguir com relação aos dados experimentais obtidos durante os ensaios.

I. Quando usamos o catalisador A e aumentamos a temperatura de 40 para 50 °C (ensaios 1 e 2), o rendimento médio aumenta em 29,5 %.

II. Quando usamos o catalisador B e modificamos a temperatura de 40 para 50 °C (ensaios 3 e 4), o rendimento médio aumenta em 16 %.

III. A 50 °C (ensaios 2 e 4) a mudança do tipo de catalisador diminui o rendimento médio da reação em 18 %.

IV. Não existe efeito de interação entre as variáveis estudadas (temperatura e tipo de catalisador) nesse planejamento experimental.

V. Elevando a temperatura, aumentamos o rendimento da reação, mas esse efeito é muito mais pronunciado com o catalisador B do que com o catalisador A.

Estão corretas:

Uma amostra de calcário (CaCO₃), cuja pureza era de 60%, foi empregada na produção da CAL, através da decomposição térmica do material a 850 °C. Decompondo-se 500 kg de massa dessa amostra, obteve-se cal virgem (CaO) e gás carbônico (CO₂). Admitindo-se um rendimento de 70% para essa reação, a quantidade de quilos de cal virgem obtida, vale:

(Considerar: C = 12 ; O = 16 ; Ca = 40.)

Um reator de pirólise, em escala de laboratório, é usado para a produção de bio-óleo e carvão durante o aproveitamento energético de biomassa residual, operando a uma vazão mássica de 0,5 kg/hora. Considerando os dados abaixo, podemos informar que os rendimentos dos produtos, carvão e óleo (respectivamente), após 30 minutos de operação do sistema, são aproximadamente:

Dados:

- Massa de carvão obtida no processo = 125 g

- Volume de bio-óleo recuperado = 70 mL

- Densidade do bio-óleo = 1,1 g/mL

Em um processo de obtenção de amônia, a carga é uma mistura gasosa de N₂ e H₂ na relação molar de 1 para 3, respectivamente. A carga do processo contém 0,20 kmol de argônio (inerte) por 100 kmol da mistura N₂ e H₂ . A conversão por passe no reator é 30%. A amônia formada é separada por condensação e parte dos gases não convertidos é reciclada para o reator e parte é purgada. O teor máximo de argônio na entrada do reator é de 5 kmol de argônio por 100 kmol da mistura N₂ e H₂ . Sobre este processo é correto afirmar que:

Sabendo que a variação de entalpia das reações de formação de SO₂ é dada por  S(s) + O₂ (g)  SO2(g                ΔH = -297,0 kJ 2SO₃ (g)  2SO₂ (g) + O₂ (g)    ΔH = 198,0 kJ
segue-se que a variação da entalpia para a reação 2S(s) + 3O₂ (g)  2SO₃ (g) é:

Considere a evaporação de água de um reservatório, à temperatura ambiente, em um ambiente aberto cuja umidade é igual a 60%.

Nesse contexto, é incorreto afirmar que:

A velocidade de degradação da substância A obedece a uma expressão de primeira ordem, sendo:
C_A a concentração da substância A a qualquer tempo t; C_A0 a concentração da substância A no tempo inicial t₀; K a constante de velocidade.
É possível calcular a concentração de A, após um determinado tempo de reação, por meio da equação:

A expressão de grau de cobertura de um catalisador foi dada como: sendo:
K_A – Constante. P_A – Pressão parcial do componente A. θ_C – Grau de cobertura.
Portando, a expressão da derivada é dada por:

Nos processos de catálise e nos sistemas de controle de emissões gasosas é necessário o correto entendimento do termo TEMPO DE RESIDÊNCIA. Este é definido coma quantidade média de tempo que uma partícula reside em um sistema, em particular. O tempo de residência inicia a partir do momento em que uma partícula ou molécula de uma determinada substância entra na fronteira do sistema e termina no momento em que a mesma partícula sai deste. O sistema em questão é arbitrário e pode ser definido como necessário, de acordo com as aplicações. Com base nisso, define-se a relação matemática universal do tempo de residência como sendo a razão entre:

Assinale a opção correta acerca da teoria cinética dos gases.

A metodologia frequentemente utilizada na produção de biodiesel envolve a catálise básica com aquecimento convencional do sistema reacional, onde o principal gargalo para a produção de biodiesel etílico é o tempo reacional maior, quando comparado à transesterificação metílica, além de uma perda de ésteres pela emulsificação do sistema. De acordo com o tipo de operação, o reator usualmente mais utilizado na produção de biodiesel em pequena escala (escala de bancada) nos laboratórios é chamado de:

Tanto o propano quanto o butano podem ser utilizados como combustíveis. De acordo com as reações de combustão  de ambos os hidrocarbonetos, considere que para aquecer 1 L de água é necessário cerca de 360 KJ de calor, a uma  temperatura  ambiente  de  20°C.  É  correto  afirmar  que  a  quantidade  de  massa,  em  gramas,  de  cada  material  respectivamente utilizado para gerar esse calor é de, aproximadamente, 

Os reatores químicos têm como principal objetivo converter, em condições controladas, reagentes em produtos. Sobre reatores ideais, analise.

I. Para reações em série, para maximizar qualquer intermediário não deve misturar fluidos que tenham concentrações diferentes dos ingredientes ativos.

II. Para reações em paralelo, às reações que estejam na mesma ordem, a distribuição de produtos será afetada pelo nível de concentração.

III. Para reações simples, para minimizar o volume de um reator, deve-se manter a concentração tão alta quanto possível para o reagente cuja ordem for n > 0.

Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s)

Um biorreator é um vaso no qual uma conversão biológica ocorre envolvendo enzimas, micro-organismos e/ou células animais e vegetais Na fermentação anaeróbica de cereais, a levedura Saccharomyces cerevisiae digere glicose (C₆H₁₂O₆) proveniente dos grãos para formar etanol (C₂H₅OH) e ácido propenóico (C₂H₃CO₂H) pelas seguintes reações globais:

· Reação 1: C₆H₁₂O₆ →2 C₂H₅OH + 2 CO₂
· Reação 2: C₆H₁₂O₆ →2 C₂H₃CO₂H + 2 H₂O

Em um processo batelada, o fermentador é carregado com 4000 kg de uma solução de glicose a 12% em água. Após a fermentação, 120 kg de CO₂ foram produzidos, permanecendo no mosto 90 kg de glicose não convertida. Sobre esse processo, analise.

I. O balanço material para o componente i é

II. O número de graus de liberdade é zero.

III. O processo é transiente em sistema fechado.

Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s)

A velocidade de fotodissociação do ozônio apresentada a seguir é maior que aquela que veríamos na ausência da luz  ultravioleta. A constante de velocidade K, para decomposição térmica do ozônio no escuro a 25°C é 2,7 x 10^‐26 s^‐1.

De acordo com as informações anteriores, analise. 

I. A reação é de primeira ordem. 
II. A meia vida do ozônio é 2 x 10²³  s. 
III. A meia-vida de um reagente é o tempo que sua concentração leva para cair para a metade de seu valor original. 
Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s)