curso referentes a disciplina catalise-heterogenea.ppt
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O documento apresenta uma introdução à catálise heterogênea, destacando a importância dos catalisadores na aceleração de reações químicas industriais, permitindo a transformação rápida de matérias-primas em produtos. Define catálise como um fenômeno que aumenta a velocidade das reações químicas sem o consumo do catalisador, resultando em novos percursos reacionais energeticamente mais favoráveis. Além disso, apresenta referências e informações adicionais sobre fundamentos e aplicações da catálise.
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- 1. ENGENHARIA DE REAÇÕES QUÍMICAS II Profo. Dr. ADEMIR JOSÉ ZATTERA [email protected]
- 2. INTRODUÇÃO À CATÁLISE HETEROGÊNEA Importância da Catálise: -Processos químicos visam transformar matérias primas em produtos por meio de reações químicas; -Reações de interesse industrial tem que ser rápidas, o que se consegue utilizando um catalisador; -O uso do catalisador permite obter muitas vezes produtos intermediários, menos estáveis termodinamicamente; -O uso de catalisador pode ser considerado como uma das variáveis do processo (temperatura, pressão, composição e tempo de contato) que permite controlar a direção de uma reação química.
- 3. INTRODUÇÃO À CATÁLISE HETEROGÊNEA Processos Catalíticos
- 4. INTRODUÇÃO À CATÁLISE HETEROGÊNEA Processos Catalíticos
- 5. INTRODUÇÃO À CATÁLISE HETEROGÊNEA Processos Catalíticos
- 6. INTRODUÇÃO À CATÁLISE HETEROGÊNEA Definições -Catálise é o fenômeno em que uma quantidade relativamente pequena de um material estranho à estequiometria - o catalisador – aumentaa velocidade de uma reação química sem ser consumido no processo (IUPAC, 1976).
- 7. INTRODUÇÃO À CATÁLISE HETEROGÊNEA Definições Reações do gás de síntese (CO + H2) R. Burwell, Survey in Chemistry, vol 8, 1977
- 8. INTRODUÇÃO À CATÁLISE HETEROGÊNEA Definições -A reação catalítica é pois uma seqüência fechada de etapas elementares análogas à propagação numa reação em cadeia. O catalisador intervém no mecanismo,mas é regenerado no fim da cada ciclo reacional R + X → RX RX → P+ X
- 9. INTRODUÇÃO À CATÁLISE HETEROGÊNEA Definições - A introdução do catalisador no sistema proporciona portanto um novo percurso reacional energeticamente mais favorável, o que se traduz geralmente por uma diminuição da energia de ativação, com o consequente aumento de velocidade.
- 10. INTRODUÇÃO À CATÁLISE HETEROGÊNEA Definições Diagrama de energia potencial para uma reação R→ P. Comparação dos percursos catalítico e não catalítico.
- 11. INTRODUÇÃO À CATÁLISE HETEROGÊNEA Definições A introdução do catalisador no sistema proporciona portanto um novo percurso reacional energeticamente mais favorável, o que se traduz geralmente por uma diminuição da energia de ativação, com consequen- te aumento de velocidade. K = exp ( - △Gº/RT) Analisando a figura anterior, podemos comparar a reação catalítica com a reação na ausência de catalisador. Uma vez que que o estado inicial e o estado final são os mesmos, a variação da energia livre de Gibbs é Igual para os dois processos. Sendo K=(k→)/(k←) K (posição de equilíbrio) não varia, mas o catalisador acelera igualmente a Reação direnta e a reação reversa.
- 12. INTRODUÇÃO À CATÁLISE HETEROGÊNEA Definições Efeito do catalisador sobre a velocidade de aproximação ao equilíbrio (curva B: reação catalisada; A: reação não catalisada).
- 13. INTRODUÇÃO À CATÁLISE HETEROGÊNEA Informações Adicionais - www.sbcat.org Ciola, R. – Fundamentos de Catálise, Editora Moderna, 1981. -Guisnet, M. , Ribeiro, F. R. – Zeólitos Um Nanomundo ao Serviço da Catálise, Fundação Calouste Gulbenkian, 2004. -Manual de Catálise, Rio de Janeiro, IBP/Comissão de Catálise, 1984. -Kolesnikov, I.M., Kolesnikov, S.I., Vinokurov, S.I., Gubkin, I.M. – Kinetics and Catalysis in Homogeneous and Heterogeneous Systems, Nova Science Publishers, Inc. 2001. -Masel, R.I., Chemical Kinetics and Catalysis, John Wiley & Sons, INC.,Publication, 2001.