ITA 2021 (2ª fase) — Questão 3

Um reator químico, projetado com uma válvula de alívio de pressão que é acionada a 8,5 atm, contém uma mistura gasosa composta por quantidades iguais de um reagente (A) e de uma substância inerte (B), a 10 °C e 2 atm. Ao elevar rapidamente a temperatura do reator para 293 °C, o reagente A começa a se decompor de acordo com a seguinte equação estequiométrica genérica:

$\mathrm{2A(g) \rightarrow 3C(g) + 4D(g) + E(g)}$

Sabendo que a velocidade de consumo de A nessa temperatura é dada por $\nu_A = -0{,}25 \times (P_A)^0$ (em $\mathrm{atm \cdot h^{-1}}$), onde $P_A$ corresponde à pressão parcial da substância A, responda:

a) Após quanto tempo de reação a válvula de alívio é acionada?

b) Quais as pressões parciais de cada espécie (A, B, C, D e E) presente no reator no momento do acionamento da válvula de alívio?

c) Assumindo 100% de rendimento da reação, qual a quantidade máxima de mistura gasosa que pode ser adicionada ao reator sem que a válvula de alívio seja acionada?