cinética química

U S P – E E L - Escola de Engenharia de Lorena
Reatores – Aula 3 – Reator Descontínuo
1 – Introdução
O reator batelada é um tanque com agitação mecânica e opera através do carregamento da carga a reagir
(reagentes e inertes) de uma única vez e da retirada de carga reagida (produtos, reagentes não convertidos e inertes) também de uma única vez.
Sua equação geral conforme já foi visto é:

−

dN A
= (− rA ) V (3.1) dt t = −∫

dN A
(3.2)
(− rA ) V

NA

N A0

2 – Casos Específicos
2.1 – Equação em função de conversão
Como X A =

N A0 − N A
N A0

, tem-se que N A = N A0 − N A0 X A .

Derivando esta equação em função do tempo, encontra-se:

dN A 0 dN A 0 dN A dN A 0 dX A
=
− N A0
− XA
, onde
=0
dt dt dt dt dt
⇒

e então

dN A dX A
= − N A0
.
dt dt Substituindo na equação geral (3.1) , tem-se:

dX A ⎤
⎡
− ⎢− N A0
= (− rA ) V dt ⎥⎦
⎣

⇒

t = N A0 ∫

XA

0

dX A
(− rA ) V

(3.3)

2.2 – Sistemas Isotérmicos a Volume Constante
Se V = constante, então em (3.3), tem-se que :

t=

N A0
V

∫

XA

0

dX A
(− rA )

⇒

t = C A0 ∫

XA

0

dX A
(− rA ) (3.4)

__________________________1__________________________

Notas de Aula - Reatores – Prof. Dr. Marco Antonio Pereira

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Reatores – Aula 3 – Reator Descontínuo
Como para V = constante, tem-se que C A = C A 0 − C A 0 X A , então, dC A = −C A 0 dX A , que substituindo na equação (3.4) conduz a

t = −∫

CA

C A0

dC A
(− rA )

(3.5)

2.3 – Sistemas Isotérmicos a Pressão Constante
Para reações a volume variável: V = V0 (1 + ξ A X A ) , que aplicado a (3.3) conduz a:

t = N A0

∫

XA

0

dX A
(− rA ) V0 (1 + ξ A X A )

⇒

t = CA0

∫

XA

0

dX A
(− rA ) (1 + ξ A X A )

3 – Representação Gráfica das Equações
Equação Geral

Volume Constante

4 – Tempo morto
É o tempo que se leva entre o início da descarga de uma batelada de um