Prova 2020 (1) Processos Catalíticos - Copia

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UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO
FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA
ENGENHARIA QUÍMICA
Processos Catalíticos Industriais
Prova 
Prof. Ana Cláudia Freitas Margarites
Nome: Gabriela Dalmora Data: 06/04/2020
RESPONDA AS QUESTÕES NESTE ARQUIVO E ENVIE, NO MOODLE, ATÉ ÀS 22:35 DE HOJE.
1 – (1 ponto) Qual a importância do uso de catalisadores nos processos industriais?
Catalisadores ~são muito importantes na indústria sendo que de 80-95 dos processos nas indústrias químicas utilizam catalisadores, eles conseguem aumentar a velocidade da reação, diminuir a energia de ativação, sem serem consumidos na reação, isso acarreta em uma aceleração na produção de produtos sem que se perca a qualidade do mesmo. Eles também contribuem para menor geração de poluentes uma vez que evitam a formação de subprodutos indesejáveis, e também permitem que os processos sejam realizados com condições viáveis de pressão e temperatura.
2 – (2 pontos) Explique as Figuras abaixo:
	
	
	(a) (1 ponto)
Sendo, R=Reagentes; P=Produtos e X=Catalisador
	(b) (1 ponto)
A) Esta é a sequência de reações que onde serão consumidos os reagentes, são formados os produtos e o catalisador é recuperado. O reagente R vai se unir com o catalisador vai formar o intermediário RX, e vai reagir com o reagente B e vai formar o produto, o catalisador por sua vez vai se desprender deste produto ficando livre para que possa voltar a se ligar novamente com os reagentes, em um processo contínuo até que todos os reagentes sejam consumidos ou que haja a contaminação do catalisador. 
B) Os catalisadores fazem a reação ocorrer com uma energia de ativação menor do que as reações sem catalisador como mostra o gráfico. Percebe-se que o catalisador não vai aumentar o rendimento da reação, mas consegue fazer com que se obtenha a mesma quantidade de produto em um tempo menor. E um dado importante é que ele não altera a entalpia da reação. Como ele diminui a energia em ambos lados da reação o uso dele não altera o equilíbrio da reação.
3 – (1 ponto) O que são compostos organometálicos? Qual a sua importância na catálise?
Chamamos de compostos organometálicos quando temos ligação entre um metal e carbonos. Nestes compostos o metal fica com a configuração de um gás nobre, passando assim a aceitar os elétrons do ligante completando assim 18 elétrons na camada de valência. São importantes em catálise pois possuem um centro metálico que promove transferência de elétrons, com isto fazem com que a os produtos possam ser obtidos com condições de processo mais moderadas.
4 – (1 ponto) Defina: (a) Catálise homogênea e (b) Catálise heterogênea. Compare-as quanto às condições de reação e sua separação da mistura reacional.
A) Na catálise homogênea todos estão na mesma fase, reagentes produtos e catalisador
B) Na catálise heterogênea o catalisador está em fase diferente dos reagentes.
Na catalise homogênea as condições de reação são mais moderadas, temos alta seletividade e alta atividade, e conseguimos estudar facilmente os mecanismos de reação, enquanto na heterogênea as reações ocorrem em altas temperaturas, temos pouca seletividade e os mecanismos de reação são de difícil estudo. Por outro lado em catálise heterogênea é muito mais fácil separar o catalisador do meio uma vez que ele se encontra em fase diferente. 
5 – (1 ponto) Marque V (verdadeiro) ou F (falso) para as afirmações:
( V ) Atividade catalítica se refere à taxa pela qual a reação alcançará o equilíbrio.
( V ) A taxa de reação r é calculada como a taxa de variação da quantidade de substância (nA) de um reagente A com o tempo em relação ao volume de reação ou a massa de catalisador:
( F ) A estabilidade de um catalisador determina sua vida útil em um processo reacional.
( V ) Catalisadores porosos são bastante desejáveis quando as reações em questão são lentas, tendendo a ocorrer no interior dos poros, com maior tempo de contato. 
6 - (1 ponto) Explique o que os chamados “venenos” podem causar ao catalisador: 
Os Venenos são impurezas presentes na entrada dos reagentes no meio, estes podem adsorver nos sítios ativos e diminuir a atividade catalítica, podem modificar a seletividade, e até mesmo aumenta-la em relação a algum produto, se ele for bastante adsorvido pelo sitio ativo é irreversível mas se for pouco adsorvido pode até ser reversível. O catalisador também pode sofrer auto envenenamento que é quando o produto se adsorve sobre os sítios ativos. 
7 - (1 ponto) Diferencie catalisadores heterogêneos mássicos de catalisadores suportados e cite as vantagens do uso deste último:
Catalisadores heterogêneos mássicos são constituídos por uma substância pura e constituem pequena parte dos catalisadores. Os catalisadores suportados estão suportados sobre materiais inertes que servem como base para o componente catalítico, estes suportes dão ao catalisador maior porosidade e resistência mecânica. Como vantagens podemos citar maior área exposta ao agente ativo, maior estabilidade, o catalisador fica mais protegido contra venenos. 
8 – (2 Pontos) O que é adsorção? Qual a sua importância em catálise?
Adsorção é quando temos uma transferência de massa entre um sólido e um liquido ou um gás, e se verifica a capacidade dos sólidos se concentrarem na superfície de algum liquido ou gás, e partir disto podem ser separados do meios. Se a adsorção é física temos interações bem fracas entre o adsorvente e o adsorbato, e se é química temos interações fortes entre eles. 
Em catálise heterogênea a adsorção química é bem importante, pois os catalisadores heterogêneos atuam como adsorventes, eles tornam a molécula adsorvida reativa, e interagem com ela, fazendo assim com que as ligações se tornem mais frágeis até quebrarem, com isto fazendo com que elas fiquem aptas a formar produtos.