Engenharia enzimática- exame 15-16

2º Exame =A= T , 1 de fevereiro de 2016
R
I

Engenharia das Reacções I
Mestrados Integrados em Engenharia Química e Engenharia e Biológica

Duração: 1 h 30 e no máximo 30 min de tolerância


1. (a) Foi proposto o seguinte mecanismo para a decomposição do azometano, (CH3 )2 N2 , (3 val.)
a metano e azoto de acordo com a seguinte estequiometria.

(CH3 )2 N2 → C2 H6 + N2

k
2A −
→1
A + A∗ E1 = 30, 0 kcal/mol
k
A + A∗ −
→2
2A E2 = 27, 3 kcal/mol
k
A∗ −
→3
C2 H6 + N2 E3 = 17, 1 kcal/mol

Quando se realiza a reacção com azometano (A) puro, os resultados experimentais
indicam que a velocidade de formação do N2 é de primeira ordem e a altas pressões
é de segunda ordem. Demonstrar que estes resultados estão de acordo com o
mecanismo proposto.
Calcular a energia de activação aparente para cada um dos casos.
Solução A velocidade de formação de azoto é

rN2 = k3 [A∗ ]

A velocidade de formação de [A∗ ] é

rA∗ = k1 [A]2 − k2 [A][A∗ ] − k3 [A∗ ] = 0

k1 [A]2
[A∗ ] =
k3 + k2 [A]
k1 k3 [A]2
∴ rN2 =
k3 + k2 [A]
baixas pressões k2 [A] << k3

∴ rN2 = k1 [A]2 EA = 30, 0 kcal/mol 2ª ordem

altas pressões k2 [A] >> k3 porque para baixas pressões as concentrações são
baixas
k1 k3
∴ rN2 = [A] EA = E3 + E1 − E2 = 19.8 kcal/mol 1ª ordem
k2




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