Relatorio reação de hidroxido de sodio e acetato de etila
Por: Jose.Nascimento • 28/10/2018 • 1.467 Palavras (6 Páginas) • 448 Visualizações
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[pic 6]
Após a aplicação do logaritmo natural a ambos os membros:
[pic 7]
A ordem de reação α é a inclinação da reta, que expressa a dependência de com . A velocidade específica da reação, , pode ser determinada selecionando, em primeiro lugar, uma concentração qualquer, designada por e, depois, buscando o correspondente valor da ordenada [], como mostrado na Figura 1. Após elevar à potencia α, dividimos esse resultado por [] para determinar :[pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15]
[pic 16]
[pic 17]
Figura 4 - Método diferencial para determinação da ordem de reação
Para obter a derivada , devemos diferenciar os dados concentração-tempo de forma numérica ou gráfica. A seguir, temos os três métodos para a determinação da derivadaa partir dos dados de concentração em função do tempo.[pic 18]
- Diferenciação gráfica
- Fórmulas de diferenciação numérica
- Diferenciação de um polinômio ajustado aos dados
1.3.1 Método Gráfico
O método gráfico envolve plotar em função de t e então utilizar a diferenciação de áreas iguais para obter , conforme a Figura 2.[pic 19][pic 20]
[pic 21]
Figura 5 - Diferenciação gráfica
1.3.2 Método Numérico
Este método não será utilizado no presente trabalho, pois exige que os pontos experimentais relativos à variável independente estejam igualmente espaçados.
1.3.3 Método Polinomial
Consiste, primeiramente, em ajustar os dados de concentração-tempo por um polinômio em t de grau n:
[pic 22]
A partir daí, a concentração e sua variação com o tempo são ambas conhecidas em qualquer tempo t. Deve-se ter cautela na escolha do grau do polinômio de ajuste, Se o grau for muito baixo, o polinômio de ajuste não traduzirá as tendências dos dados, e se for muito elevado, a curva poderá apresentar muitos máximos e mínimos e apresentar erros significativos.
1.4 Método Integral
Para determinar a ordem de reação pelo método integral, supomos uma ordem de reação e integramos a equação diferencial utilizada para modelar o sistema em batelada. Se a suposta ordem de reação for correta, o gráfico correspondente (determinado por integração) dos dados de concentração-tempo deve ser linear. O método integral é empregado mais frequentemente quando a ordem da reação é conhecida e se deseja calcular a velocidade específica da reação a diferentes temperaturas tendo em vista a determinação da energia de ativação.
Consideramos a reação do presente trabalho:
[pic 23]
Como os reagentes usados no experimento estavam em relação estequiométrica, podemos fazer:
[pic 24]
E teremos:
[pic 25]
Integrando com Ca=Cao em t=0:
[pic 26]
Se o gráfico de (1/) contra t for uma reta, confirma que a reação é de fato de segunda ordem e valor da velocidade específica k, será a inclinação da reta.[pic 27]
1.5 Algoritmo de Análise dos Dados Cinéticos
Para sistemas em batelada, o procedimento usual é coletar dados de concentração-tempo para determinar a lei de velocidade, conforme as etapas abaixo:
- Postular uma lei de velocidade:
[pic 28]
- Fazer o balanço molar:
[pic 29]
- Calcular em função da concentração para determinar a ordem da reação α:[pic 30][pic 31]
- Analise diferencial: Combinar o balanço molar e o modelo de lei de potencia e aplicar o logaritmo natural:
[pic 32]
[pic 33]
4.1) Determinar a partir de dados de contra t pelo método gráfico, ou diferenças finitas ou método polinomial;[pic 34][pic 35]
4.2) Fazer um gráfico de contra e determinar a ordem de reação α, que será a inclinação da reta que ajusta os dados;[pic 36][pic 37]
4.3) Determinar k;
- Método integral: Com , a combinação do balanço molar com a lei de velocidade será:[pic 38]
[pic 39]
5.1) Arbitrar α e integrar a equação. Rearranjar a equação para obter uma função de , que quando plotada em função do tempo seja uma reta. Se a função plotada for de fato linear, então o valor arbitrado de α está correto e a inclinaçãoda reta é a velocidade específica, k. Se a função plotada não for linear, arbitre um novo valor para α. Se forem usados α=0, 1 e 2 e nenhuma dessas ordens ajustar os dados, aplicar regressão-não linear.[pic 40]
1.6 A Constante de Velocidade de Reação
A constante de velocidade de reação, k, é quase sempre fortemente dependente da temperatura e independente das concentrações envolvidas na reação. A dependência da velocidade específica de reação, , pode ser correlacionada pela equação de Arrehenius:[pic 41]
[pic 42]
Sendo: A = fator pré-exponencial ou fator de frequência
E = energia de ativação
R = constante universal dos gases
T = temperatura absoluta
A energia de ativação, E, é determinada experimentalmente conduzindo a reação a diferentes temperaturas. Após aplicar o logaritmo
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