Questão de Engenharia Química e Química Industrial — Cinética e Cálculo de Reatores — INSTITUTO MAIS 2023
Engenharia Química e Química IndustrialCinética e Cálculo de Reatores
- Código
- qq973059
- Banca
- INSTITUTO MAIS
- Órgão
- Prefeitura de Santos - SP
- Ano
- 2023
- Nível
- Superior
- Cargo
- Engenheiro Químico
A pilha de Zinco/Óxido de Manganês pode ser representada pelas reações abaixo. A reação no ânodo será de formação de cloreto de zinco e liberação de um elétron:Zn + 2 Cl− → ZnCl₂ + 2 e−A reação no cátodo produz hidróxido de zinco e óxido de manganês (3+):2 MnO₂ + ZnCl₂ + H₂O + 2 e− → Mn₂O₃ + Zn(OH)₂ + 2 Cl−A reação geral simplificada da pilha vai ser:Zn + 2 MnO₂ + H₂O → Mn₂O₃ + Zn(OH)₂Essas pilhas alcalinas fornecem um ddp de cerca de 1,5 volts, e como todas as pilhas, tendem a sofrer com a autodescarga e com reações de deterioração. Mesmo ficando sem uso, sua capacidade vai se degradando aos poucos, pois a placa de zinco na pilha vai sendo corroída com o tempo e ocorrem vazamentos que colocam os eletrólitos em contato. Esses processos de auto degradação são acelerados quando as pilhas são submetidas a temperaturas mais altas. Nesse tipo de pilha, cerca de 0,08% de sua capacidade é perdida a cada dia sob uma temperatura de 20 °C (ou seja, em 2 meses, sem usar a pilha, sua capacidade terá chegado a cerca de 94,5% do valor original). Essa degradação é fortemente acelerada, podendo chegar a 0,6% quando a temperatura ambiente é de 45 °C (em 2 meses, sem usar a pilha, sua capacidade terá chegado a cerca de 69,7% do valor original) reduzindo importantemente a vida útil da pilha. Assim, mesmo sem estarem em uso, pilhas AAA alcalinas têm uma capacidade de armazenamento inicial que vai caindo mais ou menos rapidamente, a partir dos valores iniciais de 1250 miliamp.hora ou 1.87 watts.hora. Por conta disso, os fabricantes de pilhas recomendavam guardá-las sob refrigeração enquanto não estivessem em uso, (sempre protegidas em sacos plásticos para não entrarem em contato com alimentos). O barateamento desse tipo de pilha no mundo fez mudar tais recomendações, mas seus princípios seguem válidos. Dessa maneira, a refrigeração faria as pilhas serem melhor preservadas em sua capacidade, até o momento do uso. Segundo a equação de Arrhenius:K = A.e-Ea /RTOnde:K é a constante de velocidade de uma reação química;A é o chamado fator pré-exponencial;Ea é a Energia de ativação da reação;T é a Temperatura em °K .Com base na equação acima, é correto afirmar que
- Acomo a temperatura e a constante de velocidade da reação estão diretamente relacionadas entre si, seguindo uma relação de crescimento exponencial, a queda da temperatura diminui exponencialmente a velocidade de andamento da reação, no caso a auto degradação da pilha. Por isso, é conveniente guardar as pilhas em refrigerador.
- Bcomo a temperatura e a constante de velocidade da reação estão inversamente relacionadas entre si, seguindo uma relação de exponencial, a queda da temperatura aumenta exponencialmente a velocidade de andamento da reação, no caso a auto degradação da pilha. Por isso, não é conveniente guardar as pilhas em refrigerador.
- Ca velocidade de reação é completamente independente da temperatura, como se percebe na análise da equação de Arrhenius. Assim, colocar pilhas no refrigerador não implica em mudanças na sua velocidade de auto degradação.
- Da equação de Arrhenius não relaciona temperatura e velocidade de reação. Arrhenius se dedicou ao estudo de ácidos e bases, como se pode ver pela equação apresentada.