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Cinética e Cálculo de Reatores Heterogêneos

Aula 02

Professor: Dr. Everton Santos

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Sumário

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Introdução

O que seria uma reação?

O que seria um reator?

Problematizando o tema

Considerações

Ordem da reação

O que seria uma reação química?

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03

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O que seria uma reação química?

Vocabulários das reações químicas

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Vocabulários das reações químicas

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Vocabulários das reações químicas

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07

Reações Químicas

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Reações Químicas - Grafeno

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O que são reatores?

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O que são reatores?

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Problematizando o tema

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Reações – Obtenção do H2SO4

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Matéria prima: Enxofre, ar e água:

1a. etapa: Obtenção do SO2

S + O2 (ar) → SO2 (queima do enxofre no ar)

2a. etapa: Oxidação catalítica do SO2 a SO3

2 SO2 + O2 → 2 SO3 (catalisador: Pt ou V2O5)

3a. etapa: Reação do SO3 com água:

SO3 + H2O→ H2SO4

Reações – Obtenção NH3

(Indústria)

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Matéria prima: ar e água

Processo Industrial (Haber)

Ar → 4 N2 + O2 (liquefação e destilação fracionada)

2 H2O → 2 H2 + O2

N2 + 3 H2 → 2 NH3

Processo de Haber desenvolvido a 500oC, na presença de

Fe (catalisador) e 200 atm

Reações – Obtenção NH3

(Laboratório)

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Processo de laboratório:

NH4Cl + NaOH → NaCl + H2O + NH3

(NH4)2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + H2O + NH3

Considerações

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Considerações

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Termodinâmica

O que preciso levar em consideração para uma

reação ocorrer?

Cinética

Estequiometria Molecularidade

Reação monomolecular

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Isomerização do ciclopropano

Reação de decomposição

Reação bimolecular

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Reação Trimolecular

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Ordem da reação

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Exemplo

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Neste exemplo, a ordem de reação em relação ao reagente A

será 2 (segunda ordem) e em relação ao reagente B será 1

(primeira ordem). A ordem global desta reação será 3.

Sumário

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Classificação das reações

Lei de velocidade

Lei de Arrhenius

Aplicação

Classificação das reações

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Classificação

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Homogenêas Heterogenêa

Irreverssíveis Reverssíveis

Lei de Velocidade

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Definição

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A velocidade na qual uma reação química ocorre pode ser

expressa em termos da velocidade de desaparecimento

(consumo) do reagente ou em termos da velocidade de

formação do(s) produto(s).

Lei da Velocidade ou Expressão Cinética

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A unidade da constante de velocidade da reação (k) varia

conforme a ordem da reação. Considere a equação de reação

envolvendo apenas um reagente

Lei da Velocidade ou Expressão Cinética

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Lei de Arrhenius

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Lei de Arrhenius

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A expressão da velocidade pode ser escrita como um produto

das funções temperatura e composição para muitas reações e,

em particular, para reações elementares.

Lei de Arrhenius

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O termo provém da teoria cinética dos gases e fornece a

fração das colisões entre as moléculas de reagentes, que

juntas possuem uma energia mínima E de forma a resultar na

formação de produto (colisões efetivas).

Lei de Arrhenius

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A energia de ativação, Ea, pode ser determinada

experimentalmente para uma reação química realizando-a em

diferentes temperaturas. Aplicando-se logaritmo temos:

Lei de Arrhenius

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É esperado que um gráfico de ln (k(T)) em função do inverso

da temperatura (1/T) produza uma linha reta, com

coeficiente angular proporcional à energia de ativação (Ea) e

coeficiente linear dado por ln (k0).

Informações – Professor – Everton Santos

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everton.ufcg@gmail.com

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