Escolher outra questão

Cinética de reações consecutivas e otimização

IME · 2ª fase

Em um reator fechado a volume constante ocorre $A\xrightarrow{k_1}B\xrightarrow{k_2}C$, por duas etapas irreversíveis de primeira ordem. Parte-se somente de A, a 1,000 mol/L. Duas condições operacionais, I e II, são comparadas à mesma temperatura. Um catalisador empregado somente em II pode alterar a primeira etapa, sem modificar a segunda. Na condição I, a concentração de A cai de 1,000 a 0,500 mol/L em 10,00 s; na condição II, a mesma queda ocorre em 2,50 s. Um experimento independente, iniciado somente com B, encontra meia-vida de 5,00 s em ambas as condições. Não há desativação de catalisador nem outras reações. Para $k_1\ne k_2$, podem ser usadas $[A]=[A]_0e^{-k_1t},\qquad [B]=[A]_0\frac{k_1}{k_2-k_1}\left(e^{-k_1t}-e^{-k_2t}\right).$ Use $\ln2=0{,}693$. Escolha a condição e o instante de interrupção que permitam recuperar a maior quantidade possível de B. Determine essa concentração e demonstre a comparação com o melhor resultado da outra condição. Considere que o processo pode ser interrompido instantaneamente e que a recuperação não altera as quantidades presentes até esse instante.

Abra o treino interativo para responder, consultar uma dica e conferir a resolução. A resolução discursiva é autoavaliada.