1. Reao homognea: Reao na qual ocorre uniformemente atravs de uma dada fase(ex.: soluo em todos os pontos do .!.".#. Reao heterognea: Reao na qual atinge uma regio restrita dentro ou no limite dafase considerada (ex.: superf$cie de uma part$cula".%. Reao pseudo&homognea: difuso de uma espcie qu$mica dentro dos poros de ums'lido( acompanhada de reao qu$mica nos s$tios ativos de um dado catalisador.)taxa de aparecimento da espcie )( para uma reao homognea( aparece naeq.diferencial geral da transferncia *de massa( com o termo R):) taxadeaparecimentodaespcie )( paraumareaoheterognea( noaparecenaeq.diferencial geral( desdequea reaonoocorradentrodo.!.+ noentanto( considerada na an,lise das condi-es de contorno.Consideraremos 2 casos simples envolvendo ambos tipos de reaesqumicas.2.1. Difuso com Reao Qumica Heterognea de 1 Ordem Difusocom rea Vari!e",rios processos industriais envolvem a difuso de um reagente . uma interface( ondeocorreumareaoqu$mica. /esdequeadifusoeareaoeste0amenvolvidosnoprocesso total( as taxas relativas a cada passo devem ser consideradas.1uandoataxadereaorelativamenter,pida(instant2nea" comparada.taxadedifuso( o processo dito 3/ifuso controlada4.)gora quando( a taxa de 5.6. limitada pelo passo da reao( o processo dito ser3Reao controlada4.7m v,rias plantas de gerao de energia( part$culas de carvo so fluidi8adas dentro deuma c2mara de com9usto( onde o oxignio( a partir do ar( reage com o carvo paraprodu8ir !: ou !: . !:#.7sse processo( no qual usado para produ8ir energia( via calor de com9usto( umexemplo de um processo de difuso com reao heterognea na qual considerada uma3difuso controlada4.!onsidere a difuso de oxignio . superf$cie de uma part$cula esfrica de carvo( onde reage para formar mon'xido de car9ono( pela reao:;o9 condio de estado estacion,rio( para cada 1 mol de :# difundido na superf$cie decarvo( #molesde!:difundir,atravsdofilmegasosoaoredor dapart$culadecarvo.< importante notar que nas rea-es heterogneas( a taxa da reao qu$mica (produo daespcie )" pode disp=r da seguinte condio de contorno:onde: ks = cte. da taxa de reao relacionada superfcie(! = sinal ne"ativo indica que a esp#cie $ est% desaparecendo da superfcie;e a reao qu$mica considerada relativamente instant2nea e simult2nea a difuso( aconcentrao do componente difusivo . superf$cie de reao( !)(R assumido ser 8ero.;e a reao no instant2nea na superf$cie( a concentrao na superf$cie pode ser o9tidaa partir da eq:2.2. Difuso com Reao Qumica de 1 Ordem Homognea7m opera-es de a9soro( um dos constituintes de uma mistura gasosa preferencialmente dissolvidonocontatocomuml$quido. /ependendodanature8aqu$mica das molculas envolvidas( a a9soro pode ou no envolver rea-es qu$micas.1uando h, produo ou desaparecimento do componente difusivo( a eq. pode ser usadapara analisar a 5.6. dento da fase l$quida.!onsidere uma camada do meio a9sorvente (ilustrado ao lado". >ara a superf$cie l$quida(acomposiode)!)o. )espessuradofilme( d( eaconcentraode)nestaespessura 8ero( !)d?@.;e h, um pequeno movimento dentro do filme( e se a concentrao de ) no filme assumido ser pequena( o fluxo molar descrito por:>ara uma 5.6. em estado estacion,rio unidirecional( a eq. diferencial geral(#.11" redu8&se pA:: desaparecimento do componente ) para uma reao de 1B ordem definido por:ou com o coefc. de difuso cte.( essa eq. redu8 pA uma eq. diferencialde #B ordem ordin,ria:: fluxo m,ssico molar para a superf$cie l$quida( pode ser det. peladiferenciao da eq. (CD" e derivando;e a reao qu$mica for intensa( E1 muito grande( ento tagh &&F1(E1FFFd"d no importa( pois a reao qu$mica to forte que 3)4 no chega ato final do filme.2.3. Difuso com Reao Qumica Pseudo-homognea de 1 ordem Uma parcu!ade caa!isador em uma grande "rea superficia! inerna e a reao #umica podeocorrer emoda a superficie inerna$ ha%endo %ariao de concenrao dosreagenes e dos produos em direo ao cenro da parcu!a./escrever a difuso dentro de poros tortuosos e de geometria complexa( torna&se impratic,vel. Geste caso( um procedimento usual considerar que:1. Hma part$cula esfrica de raio R+#. Reao qu$mica (irrevers$vel": ) &&&&&&&& I%. !onc. de )( no fluido agitado( igual a da superf$cie( !as (sAconveco"J. /ifusividade efetiva no interior da part$cula( /)(ef.) reao qu$mica ocorre na superf$cie interna dos poros( e a constante de reao a da reao heterognea( E1 (cmAs". 6as( sa9endo:pode&se definir uma constante pseudo&homognea( E1a (s&1". /e forma macrosc'pica( a reao ocorre uniformemente em todo o volume da part$cula.!om estas considera-es( pode&se fa8er um 9alano de massa so9re umelemento infinitesimal no s'lido (casca esfrica" e( considerar o termo de reao na equao do 9alano de massa:)cKmulo ? (entra & sai" taxa ) que reag/evido a ausncia de informao so9re o mecanismo de transporte dos componentesdentro dos poros do catalisador( o fluxo molar pode ser relacionado pela 1B Lei de MicE(utili8ando o coefc. de difuso efetivo.;u9stituindo a eq. (ND" na eq. (NJ"( e admitindo que o coeficiente de difuso constante(e para uma reao de 1B ordem em relao a concentrao do componente )( pode&seescrever:) integrao dif$cil( e feita por su9stitui-es. Hsando as condi-es de contorno:6as( o que geralmente nos interessa a massa transferida( isto ( a que reagiu. >araisso( multiplica&se o fluxo molar de ) pela ,rea externa da part$cula de catalisador( ouse0a:7ssa complicada equao considera( que a medida que ) penetra no interior da part$culade catalisador( ele reage( e aca9a formando um perfil de concentrao( estacion,rio( 9empronunciado.< conveniente definir um fator de eficincia de reao para poder analisar o efeito dadifusonos poros docatalisador. /estaforma( escrevendooconsumom,ximodocomponente ) como o produto da taxa de reao calculada com c) ? c)s pela ,rea totalda part$cula de catalisador:definindoofator deeficincia(ouefetividade" comoara8oentreoconsumo(ouconverso" real pelo consumo m,ximo (ideal"( vem:& ? grupo adimensional( que relaciona a cintica qu$mica com a difuso (6'dulo de5hiele": 6'dulo de 5hiele (L" pode ser generali8ado para outras geometrias (no esfricas"( eas eqs. tomam a seguinte forma:>ara calcular a taxa de converso( em todo o leito( l&se a efetividade na figura a9aixo( eusa&se a eq. (O#":