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Cálculo Reatores 
Avançado
Prof. Kristopher Gums Xavier Mendes.
Catálise e Reatores Catalíticos
❖ Catalisadores
Berzelius (1835)
Berzelius (1894)
Hoje 
(aprox. 5,2 bilhões U$ - EUA)
Catálise e Reatores Catalíticos
❖ Principio funcionamento
Adoção de nova rota molecular (“Mecanismo”)!!!
Catálise e Reatores Catalíticos
❖ Principio funcionamento
Adoção de nova rota molecular (“Mecanismo”).
Mudando a velocidade sem alterar o equilíbrio!!
Catálise e Reatores Catalíticos
❖ Tipos de Catálise
Homogênea: catalisador está em solução com os reagentes
Heterogênea: catalisador está em solução com os reagentes
Catálise e Reatores Catalíticos
❖ Tipos de Catálise
Homogênea: catalisador está em solução com os reagentes
Heterogênea: catalisador está em solução com os reagentes
Catálise e Reatores Catalíticos
❖ Propriedades
. Porosidade alta, em função da reação na superfície
Exemplo: catalisador sílico-alumina => 300 m2 / g
Nota: a abertura dos poros pode servir para catálise seletiva, atuando como peneiras
seletivas (ex. zeólitos)
Catálise e Reatores Catalíticos
Catálise e Reatores Catalíticos
E como deixar 
todos os reatores 
porosos?
Alguns catalizadores não necessitam de alta porosidade para realizar a atividade catalítica 
projetada.
Catalizadores monolíticos (ex. platina para oxidação da amônia, na fabricação de ácido 
nítrico), 
Catálise e Reatores Catalíticos
❖ Desativação
1. Envelhecimento
2. Envenenamento
3. Incrustação
❖ Processos de Adsorção
1. Físico (por pontes de Van der Walls, exortémico => 1 a 15 
kcal/mol)
2. Químico (por ligações covalentes, exortémico => 40 a 400 
kcal/mol)
Catálise e Reatores Catalíticos
❖ Frequência de Renovação
Catálise e Reatores Catalíticos
❖ Frequência de Renovação
(Sinter Fischer-Tropsch)
Exemplo: a síntese de Fischer Tropsch foi estudada usando o catalisador
comercial 0,5% em massa de Ru sobre -Al2O3. A percentagem de dispersão do
catalisador de átomos expostos, determinada a partir da quimissorção de
hidrogênio, foi de 49%. A uma pressão de 988 kPa e a uma temperatura de 475K,
uma frequência de renovação fCH4=0,044 s
-1 foi reportada para o metano. Qual é a
velocidade de formação do metano em mols/s.g de catalisador (metal mais
suporte)?
Catálise e Reatores Catalíticos
Comentário: Ou seja, 1,07 x 10-6 mol de metano está pulando para fora de uma
grama de catalisador a cada segundo.
Catálise e Reatores Catalíticos
❖ Reações suportadas por catalisadores
1. Alquilação e desalquilação
2. Isomerização
3. Hidrogenação e desidrogenação
4. Oxidação
5. Hidratação e desidratação
6. Halogenação e desalogenação
Catálise e Reatores Catalíticos
❖ Projeto de reator catalítico
1. Difusão do seio reacional para superfície do catalisador
Catálise e Reatores Catalíticos
❖ Projeto de reator catalítico
2. Difusão interna
Catálise e Reatores Catalíticos
❖ Projeto de reator catalítico
3. Adsorção
Molecular
Catálise e Reatores Catalíticos
❖ Projeto de reator catalítico
Dissociada
3. Adsorção
Catálise e Reatores Catalíticos
❖ Projeto de reator catalítico
3. Adsorção
Nota: para adsorção dissociativa as constantes de velocidades são fortemente
dependentes da temperatura. Já para os processos não-dissociativos, só o
processo de dessorção é dependente da temperatura!!!
Catálise e Reatores Catalíticos
❖ Projeto de reator catalítico
4. Reação Superfície
• Sítio Único
Catálise e Reatores Catalíticos
❖ Projeto de reator catalítico
4. Reação Superfície
• Sítio Duplo
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❖ Projeto de reator catalítico
4. Reação Superfície
• Sítio Eley-Rideal
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❖ Projeto de reator catalítico
5. Dessorção
Catálise e Reatores Catalíticos
❖ Projeto de reator catalítico
Qual etapa deve ser a DETERMINANTE?