lage e pinto

J. C. C. S. Pinto e P. L. C. Lage
Programa de Engenharia Química, COPPE/UFRJ

1-7

1.3- Um Modelo a Parâmetros Concentrados - O Tanque Agitado
Exotérmico com Reação de 1 a Ordem
Dentre todos os sistemas de Engenharia Química, o sistema de reação em tanque agitado talvez seja o mais estudado e o mais conhecido. Isto é particularmente verdadeiro para os casos onde ocorrem reações de 1a ordem exotérmicas. O sistema está mostrado na Figura 1.2 abaixo.
Agitador
Alimentação

Saída de
Fluido de Refrigeração

Camisa de Resfriamento

Entrada de
Fluido de Refrigeração

Retirada

Figura 1.2- O Reator Tipo Tanque Agitado

De acordo com a discussão apresentada anteriormente, para que o modelo seja desenvolvido é necessário escrever os balanços de massa e energia para o sistema. O balanço de forças será aqui negligenciado.
Para que os balanços de massa sejam escritos, é necessário definir as espécies químicas presentes no meio reacional. Admitiremos que três são as espécies envolvidas: o solvente
(representado pela letra S), o reagente (representado pela letra A) e o produto (representado pela letra B). Admitiremos ainda que a estequiometria da reação é a seguinte:

A → B

(1.8)

Além disto, admitiremos que o mecanismo da reação é exatamente aquele descrito pela Equação
(1.8), de forma que a velocidade da reação, em moles / m3 s, pode ser descrita como:
RB = − R A = K C A

(1.9)

onde K é a constante cinética da reação e CA é a concentração molar do reagente. (Repare que a modelagem já começou quando admitimos conhecer a estequiometria e o mecanismo da reação.
Estas informações são usualmente fornecidas pelos Químicos. Repare que a modelagem continua ao admitirmos que a expressão da taxa segue as formas clássicas da Teoria Cinética de Reações, o que não pode ser considerado como verdade absoluta.)

J. C. C. S. Pinto e P. L. C. Lage
Programa de Engenharia Química, COPPE/UFRJ

1-8

Para escrever os balanços de massa, na forma