Cap 10 fogler resumo
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K-s
ks
A equação abaixo representa o mecanismo proposto para a reação na superfície
Uma unidade da espécie C será será adsorvida no sítio S.
C.S B.S + P
Reação na superfície para formar benzeno adsorvido e propileno na fase gasosa
A lei de velocidade para a etapa de reação na superfície produzindo benzeno adsorvido e propileno na fase gasosa,
r s=k sCC . S−k−sPPCB. S
Reação na superfície:
r s=k s(CC. S−PPCB .SK S)
Com a constante de equilíbrio para a reação na superfície sendo
KS=ksk− s
Assumindo
r Ak A
≅ 0rDkD
≅ 0
E operando do mesmo modo são avaliadas as concentrações de CBS e CCS
CBS=PBC vK B
CCS=PCC vKC
O balanço de sítios é expressado neste caso:
C t=C v+CCS+CBS=Cv+PCC vKC+PCC vKC
Resolvendo esta equação para C v e substituindo na equação de velocidade junto com
CBSe CCS se obtém a velocidade de reação para a decomposição de cumeno quando se
assume como etapa limitante a reação na superficie:
−rC=rs=C t k AKC⏞
k
(PC−PB PPK p
)
1+K BPB+PCK C
A velocidade inicial fica expressa da seguinte maneira:
−rCo=k PCoKCPCo
Nestas condições podemos analisar duas situações limites:
A baixas velocidades e com pressões parciais de cumeno, se obtém uma relação linear:
−rCo=k PCo
Enquanto a altas pressões parciais elevadas, a velocidade é de ordem zero
−rCo=k PCoKCPCo
= kKC
A etapa limitante é a dessorção de benzeno?
A velocidade da etapa de dessorção do produto fica expressada como:
rD=kD (CB. S− PBC vK DB)
Nesse caso se assume que :
r SkS
≅ 0rDkD
≅ 0
Introduzindo das expressões de velocidade de outras etapas CB. S e CC .S e substituindo o balanço de sítios totais, se obtém a equação da velocidade de decomposição do cumeno assumindo como etapa limitante a dessorção do benzeno:
−rC=rD=Ct kDK SK C⏞
k
(PC−PB PPK p
)
PP+K CK SPC+K CPC PP
A velocidade inicial é independente da pressão parcial do cumeno:
−rCo=kDC t
Traçando um grafico da velocidade inicial Vs a pressão parcial do reagente, é possível analisar quais dos modelos propostos é consistente com os dados experimentais. As predições dos modelos propostos nas condições iniciais se resumem na seguinte tabela:
Os dados experimentais de −rCoVs PCo se mostram na figura 8 abaixo:
Portanto, pode concluir-se que a etapa controlante do esquema cinético proposto coreesponde a etapa da reação na superfície.
N seguinte tabela se resume as expressões de velocidades para mecanismos que são reversíveis e onde a reação na superfície é a etapa limitante.
Uma importante porcentagem das reações catalíticas de interresse se verifica que a reação na superfície é a etapa controladora no mecanismo de reação. Nesta situação pode-se generalizar a expressão da velocidade de reação da seguinte maneira:
Velocidade=fator cinético Forçamotriztérminadaadsorção