Hêda Míriam

1 -É um vaso de pressão de aço inox com capacidade de

suportar altas temperaturas e pressões dentro dos limites pré – estabelecidos através de estudos.

2 -É um tanque no qual pode ser aberto para realizar misturas ou fechado para suportar reação e pressão gerada durante o processo de fabricação de um

determinado produto.

Conforme Fogler :

“ A cinética e o projeto de reatores químicos estão no âmago da produção de quase todos os produtos químicos industriais.”

“ A seleção de um sistema de reação que opere da forma mais segura e eficiente pode ser a chave para o sucesso ou o fracasso de uma instalação química.”

Conforme Levenspiel:

“ As matérias – primas são submetidas a um determinado número de etapas de tratamento físico de modo a torná-las aptas a reagir quimicamente no interior do reator. Os produtos da reação devem então ser submetidos a tratamentos físicos subseqüentes – separações, purificações etc. – de modo a se obter o produto final desejado.”

Etapas de tratamentofísico

Etapas de tratamento químico

Etapas de tratamento físico

OPERAÇÕES UNITÁRIAS

REATOR

Familiarizar estudantes com a terminologia e conceitos das Engenharias das Reações Químicas.

Desenvolver o uso da Cinética Química no projeto de reatores químicos.

Desenvolver e reforçar habilidades matemáticas

necessárias para o projeto de reatores químicos.

Balanço de massa

AdsorçãoEngenharia das reações químicas

Leis de velocidade

Estequiometria

Difusão Balanço de energia

Esta equação relaciona a entrada e saída do reator.

ReatorALIMENTAÇÃO SAÍDA

Modos de contato: como o material interage e escoa no reator quando se mistura, sua aglomeração ou estado de agregação.

Cinética: de que forma as coisas acontecem

É a parte da química que estuda a velocidade ou o grau

de velocidade das reações químicas.

Há reações que se completam em frações de segundos ( reações explosivas) e outras que levam até milhões de anos , como as de formação do diamante e outros minerais na crosta terrestre.

Através do estudo cinético, pode-se ter : a rapidez com que um medicamento é capaz

de agir; se a formação e a depreciação do ozônio na

atmosfera superior estão em equilíbrio;o desenvolvimento de catalisadores para

melhorar a eficiência de processos industriais ou para a síntese de novos materiais.

As velocidades de todas as reações químicas estão sujeitas aos mesmos princípios básicos.

1.Estados físico dos reagentes : os reagentes devem entrar em contato para que reajam. Quanto mais rapidamente as moléculas se chocam, mais rapidamente elas reagem.

A maioria das reações ocorrem com os reagentes numa única fase como aquelas envolvendo gases ou em solução líquida.

Quando as reações envolvem reagentes em fases

diferentes ( sistema heterogêneo), a reação está limitada à superfície de contato entre eles.

2. Concentração dos reagentes : a maioria das reações químicas ocorrem mais rapidamente quanto maior for a concentração dos reagentes.

Na queima de um combustível em presença de ar, quanto maior a concentração de oxigênio no ar, maior será a velocidade de queima.

À medida que a concentração aumenta, aumenta a frequência com a qual as moléculas se chocam, levando a uma maior probabilidade de quebra de ligações e, portanto, maior velocidade de reação.

3. Temperatura na qual ocorre a reação: o aumento de temperatura sempre gera um aumento na velocidade de reação. Esse aumento de temperatura leva a um aumento na energia cinética das substâncias , com isso aumenta o número de choques com energia suficiente à quebra de ligações( choque efetivo),conseqüentemente, aumenta a velocidade de reação.

Esse foi o princípio norteador na construção da geladeira.

4. Presença de um catalisador: considerando catalisador aquele agente que aumenta a velocidade de reação sem dela participar; eles afetam nos tipos de colisão que levam à reação, dando superfície de contato ou alterando o mecanismo, de forma a aumentar o número de choques efetivos o que leva a uma maior velocidade de reação.

Velocidade de reação, ou taxa de reação, é a variação da concentração molar de reagentes ou produtos, por unidade de tempo. É geralmente expressa em mol/L.s.

Considerando a reação hipotética: A B representada nas figuras seguintes:

t(s) 0

2040

A(mol)

1,0 0,54 0,30

B( mol)

0 0,46 0,70

Supondo o volume de 1 L, determine a taxa média de aparecimento de B no intervalo de 0 a 20 segundos e a taxa média de desaparecimento de A no intervalo de0 a 20sege de 20 a 40 segundos.

V média = ∆ conc./∆ t

Fonte: Brown; LeMay; Bursten Química - A ciência central

Considerando uma reação química real:

C4H9Cl (aq ) + H2O( L ) C4H9OH( aq) + HCl ( aq)

A tabela abaixo apresenta dados experimentais dessa reação

Fonte: Brown; LeMay; Bursten Química - A ciência central

Concentraçãomolar

Qual a velocidade instantânea a 600s?Qual a velocidade instantânea em t=0 ( velocidade inicial) ?

O que ocorre quando as relações estequiométricas não são de 1: 1 ?

Na reação : 2 HI( g ) H2 ( g ) + I2 ( g )

Para cada 2 mol de HI que desaparecem, são originados 1 mol de H2 ( g ) e 1 mol I2 ( g ),

o que podemos concluir que a velocidadede HI, é o dobro da velocidade de iodo e da do

hidrogênio. A velocidade média da reação pode ser expressa por:

Vda reação = VHI/2 = VH2 /1 = VCl2/1

Generalizando :

a A + b B c C + d D Vreação = VA / a = VB / b = VC/c = VD / d

Como a velocidade de desaparecimento do ozônio relaciona-se com a velocidade de aparecimento do oxigênio ?

Se a velocidade de aparecimento de gás oxigênio , em determinado instante é 6,0 .10-5 mol/L.s , qual será a velocidade de desaparecimento do ozônio e a velocidade da reação?

Com base na equação genérica,a A + b B c C + d D , a lei de velocidade

geralmente é expressa por : V= K [A]a[B]b .

A constante K é chamada constante de velocidade e está diretamente relacionada com a temperatura.Os expoentes a e b são geralmente números inteiros e nas reações elementares, coincidem com os coeficientes estequiométricos.

A soma dos expoentes na equação de velocidade é chamada de ordem de reação.

Com esses dados pode-se calcular a constante cinética da reação. K= 2,7 x 10-4 mol-1 L s-1

A unidade da constante cinética depende da lei de velocidade.