Ajuste não linear

em cinética química

Baseado em The Sage Single-Cell Server
An Interactive Applet powered by Sage and MathJax.

(PAX. IST-UL Filipe Gama Freire)


Sumário

Consegue advinhar os parâmetros de uma equação de modo a ajustar um conjunto de pontos?

Quando o sistema não é linear aos parâmetros, não é assim tão simples, mesmo que sejam apenas dois parâmetros.

O objectivo deste laboratório é, entre outros, demonstrar-lhe isso.

Introdução

Um dos trabalhos do engenheiro é dimensionar equipamentos. O engenheiro químico dimensiona reactores, entre outros.

Para saber o tamanho de um reactor é necessário saber o tempo necessário à transformação química e, deste modo, a velocidade da reacção.

Imagine que foi para o laboratório e que fez variar as condições operatórias de um CSTR isotérmico em fase líquida de modo a obter diversas concentrações à saída. A cada concentração em estado estacionário corresponde uma velocidade de reacção:

por exemplo, para $A\to B$ em fase líquida
teste
Balanço a $A$, em estado estacionário donde a velocidade da reacção
$0=Q(C_{Ao}-C_A)+r_AV$ $r=-r_A=\frac{Q(C_{Ao}-C_A)}{V} $
com, normalmente $\qquad r=k\ C_A^n\quad {mol/L.s}$

Instruções

Em cada um dos laboratórios carregue no botão (Experimente agora) para obter os resultados.

Em alguns casos é necessário "trabalhar" alterando os 'sliders' para obter os resultados pretendidos.

Estudo Cinético

Normalmente a velocidade de uma reacção, nomeadamente as de interesse industrial, não é bem conhecida sendo necessário ir para o laboratório medi-la.

Neste laboratório foram obtidas velocidades para uma dada temperatura como descrito acima.

Vá ao laboratório obter os resultados:

Tratamento de dados

Se já foi ao laboratório e determinou as velocidades em função da concentração do reagente, já deve ter uma ideia da lei cinética.

Veja se a consegue descobrir!

Vá alterando os sliders e veja se consegue obter $\sum\Delta^2 = 2,35$. Nessa altura tome nota da ordem da reacção $(n)$ e da constante de velocidade $(k)$ da reacção.

Discussão

Com este 'laboratório' observa-se que: