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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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02
Introdução
O que seria uma reação?
O que seria um reator?
Problematizando o tema
Considerações
Ordem da reação
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O que seria uma reação química?
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03
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04
O que seria uma reação química?
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Vocabulários das reações químicas
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05
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Vocabulários das reações químicas
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06
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Vocabulários das reações químicas
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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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09
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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
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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
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Reações – Obtenção NH3
(Laboratório)
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Versão 00
15
Processo de laboratório:
NH4Cl + NaOH → NaCl + H2O + NH3
(NH4)2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + H2O + NH3
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Considerações
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Considerações
MKT-MDL-02
Versão 00
17
Termodinâmica
O que preciso levar em consideração para uma
reação ocorrer?
Cinética
Estequiometria Molecularidade
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Reação monomolecular
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18
Isomerização do ciclopropano
Reação de decomposição
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Reação bimolecular
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Versão 00
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Reação Trimolecular
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Versão 00
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Ordem da reação
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Versão 00
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Exemplo
MKT-MDL-02
Versão 00
22
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.
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Sumário
MKT-MDL-02
Versão 00
02
Classificação das reações
Lei de velocidade
Lei de Arrhenius
Aplicação
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Classificação das reações
MKT-MDL-02
Versão 00
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Classificação
MKT-MDL-02
Versão 00
25
Homogenêas Heterogenêa
Irreverssíveis Reverssíveis
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Lei de Velocidade
MKT-MDL-02
Versão 00
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Definição
MKT-MDL-02
Versão 00
27
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).
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Lei da Velocidade ou Expressão Cinética
MKT-MDL-02
Versão 00
28
A unidade da constante de velocidade da reação (k) varia
conforme a ordem da reação. Considere a equação de reação
envolvendo apenas um reagente
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Lei da Velocidade ou Expressão Cinética
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Versão 00
29
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Lei de Arrhenius
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Versão 00
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Lei de Arrhenius
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Versão 00
31
A expressão da velocidade pode ser escrita como um produto
das funções temperatura e composição para muitas reações e,
em particular, para reações elementares.
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Lei de Arrhenius
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Versão 00
32
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).
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Lei de Arrhenius
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Versão 00
33
A energia de ativação, Ea, pode ser determinada
experimentalmente para uma reação química realizando-a em
diferentes temperaturas. Aplicando-se logaritmo temos:
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Lei de Arrhenius
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Versão 00
34
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).
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Informações – Professor – Everton Santos
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