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Termoqumica e produo de PVCINSTITUTO DE QUMICA - DEPARTAMENTO DE QUMICA GERAL E INORGNICADisciplina: Qumica Geral (QUIM-037)Docente: Msc. Brbara CarineSemestre: 2014.1Equipe: Diego Senna, Felipe Leo, Isabela Heine, Lorena Vieira, Pedro Guimares e Rafaela Oliveira

O que termoqumica?

A termoqumica refere-se ao estudo das transferncias de calor que ocorrem durante as transformaes qumicas e algumas transformaes fsicas.

C4H10(g) + 13/2 O2(g) > 4 CO2(g) + 5H2O(g) + calor EntalpiaA energia liberada por uma reao qumica no foi criada. Ela j existia antes, armazenada nos reagentes, sob uma outra forma; A energia absorvida por uma reao qumica no se perdeu. Ela permanece no sistema, armazenada nos produtos, sob uma outra forma. A entalpia a quantidade de calor absorvida ou liberada durante um processo e tem um valor fixo presso constante.

EntalpiaCada substncia armazena um certo contedo de calor, que ser alterado quando esta sofrer uma transformao;Essas transformaes chamadas trocas de calor, e nas reaes qumicas se classificam em dois tipos: reaes exotrmicas - liberam calor; reaes endotrmicas - absorvem calor.Fatores que influenciam a entalpiaQuantidade de reagente e produtos;

Estado fsico dos reagentes e produtos (Hslido< Hlquido< Hgs);Ex: I - H2(g) +1/2O2(g) ==>H2O (vapor) H1= - 242,9 KJ/mol II - H2(g) +1/2O2(g) ==>H2O (liquido) H2= - 286,6 KJ/mol

Temperatura e Presso;

Estado Alotrpico;Ex: I - C (grafite) + O2(g) ==> CO2(g)H1= - 393,1 kJ/mol ll - C (diamante) + O2(g)==> CO2(g) H2= - 395,0 kJ/molEntalpia de reaoAs reaes qumicas podem ser do tipo exotrmicas (liberam energia) ou endotrmicas (absorvem energia):Entalpia da reao(H) > 0, reao endotrmica;Entalpia da reao(H) < 0, reao exotrmica;Reaes de quebra Endotrmicas;Reaes de formao Exotrmicas.

Lei de Hess A variao da entalpia para qualquer processo depende somente da natureza dos reagentes e produtos e independe do nmero de etapas do processo ou da maneira como realizada a reao.

Lei de HessSupondo as seguintes transformaes:A transformao do reagente A em produto B pode ocorrer por dois caminhos:

Como a energia no pode ser criada nem destruda, ento: H1= H2 + H3.Caso esta igualdade no se verifique, teramos perdido ou ganho energia, contrariando o Princpio da Conservao.

Entalpias de ligao e formaoA Entalpia de ligao a variao de entalpia verificada na quebra de 1mol de uma determinada ligao qumica, sendo que todas as substncias estejam no estado gasoso, a 25 C e 1atm.

ENTALPIA DE LIGAO (EM kJ/MOL)

O que so polmeros?Materiais constitudos por muitas macromolculas, as quais possuem uma estrutura interna em que h repetio de pequenas unidades (meros), denominadas monmeros.Classificao dos polmerosQuanto forma de utilizao, os polmeros podem ser divididos em: Plsticos;Fibras polimricas;Borrachas ou elastmeros;Espumas;Tintas;e Adesivos.

O que so plsticos?Em grego, plstico = moldvelPodem ser subdivididos, de acordo com o seu comportamento tecnolgico, em:TermoplsticosEx.: PVCTermorrgidos

Obteno dos polmerosPolimerizao: reaes qumicas que levam os monmeros a formarem os polmeros:

Polimerizao em cadeiaPolimerizao em etapas

Polimerizao de nitroanilinaTipos de polmerosHomopolmeros: formados por um nico monmero.Ex.: A A A A

Copolmeros: formados por dois ou mais monmeros.Ex.: A A B A A A B

O PVC e sua utilizaoSegundo termoplstico mais consumido em todo o mundo;Demanda mundial de resina superior a 27 milhes de toneladas no ano de 2001;Capacidade mundial de produo: 11 milhes ton/ano.Consumo mundial de PVC

Aplicaes do PVC no BrasilO PVC o mais verstil dentre os plsticos;Adequa-se aos mais variados processos de moldagem;Resina atxica e inerte.

Aplicaes do PVC no Brasil

Fonte: BraskemPVC: um material ambientalmente corretoApenas 0,25% do suprimento mundial de gs petrleo so consumidos na produo do PVC;O PVC obtido a partir de 57% de insumos provenientes do sal marinho ou da terra (salgema) e por 43% de insumos no renovveis; um polmero resistente propagao de chamas.PVC: um material ambientalmente correto reciclvel;Possui fcil distino entre outros plsticos, contribuindo na separao para reciclagem;Possui aplicaes de longo tempo de vida (20-100 anos).

raskem - Histria1979 - Odebrecht compra um tero da CPC, produtora de PVC;Dcada de 80 - adquire participao no capital de empresas como Salgema e Unipar e nasce a Odebrecht Qumica s.a;Dcada de 90 - adquire controle de vrias empresas e posteriormente as unifica, realizando a primeira integrao vertical do pas;2002 - nasce a Braskem da integrao de seis empresas: Copene, OPP, Trikem, Nitrocarbono, Proppet e Polialden;2004 - a Braskem consolida a sua liderana regional no mercado de resinas termoplsticas - polietileno (PE), polipropileno (PP) e PVC - seu foco estratgico de atuao.

raskem - Histria2005 - Braskem expande sua capacidade de PVC e refora sua posio de liderana de mercado2006 - Braskem inicia operaes na Europa, em Rotterd, na Holanda.2007 - lanamento do polietileno verde, fabricado com fonte renovvel, o etanol da cana-de-acar. O produto sustentvel, uma iniciativa pioneira da Braskem, logo se torna conhecido como plstico verde e desperta interesse em todo o mundo.2012 Braskem completa 10 anos e conquista os prmios ABERJE de melhor empresa do ano e FINEP por suas inovaes em plstico verde.

Lder mundial na produo de biopolmeros

Destaque na produo de PVC para o Polo Petroqumico de Camaari e no Polo Cloroqumico de Marechal Deodoro (AL).

Dcada de 70: a companhia petroqumica de Camaari produzia PVC;Braskem Produo de PVC

Produo de PVCProduo de matrias primas;Produo do dicloro etano (DCE);Obteno do monmero cloreto de vinila (MVC);Polimerizao do MVC.

Produo de Matrias PrimasMatrias primas:- Cloro: obtido pela eletrlise do cloreto de sdio em meio aquoso;

- Eteno (etileno): obtido por meio de processos convencionais da indstria petroqumica (petrleo, gs natural ou etanol).

Produo do dicloro etano (DCE)Clorao direta

Produo do dicloro etano (DCE)Oxiclorao

Obteno do monmero cloreto de vinila (MVC)Reao de craqueamento

Processo de polimerizao em suspenso utilizada na produo de aproximadamente 80% do PVC consumido no mundo;Outras tcnicas utilizadas para a obteno do PVC: polimerizao em emulso e micro suspenso, polimerizao em massa e polimerizao em soluo. Processo de polimerizao em suspensoO MVC disperso na forma de gotas, em meio a uma fase aquosa contnua, por agitao vigorosa e na presena de um coloide protetor; utilizado um iniciador solvel no monmero para que a reao de polimerizao ocorra dentro das gotas em suspenso, por um mecanismo de reao em cadeia via radicais livres.Mecanismo de polimerizao via radicais livresOcorre em trs etapas:Iniciao: decomposio do iniciador sob o efeito de aquecimento;Propagao: o radical monomrico formado transfere o radical para outra molcula do monmero, e assim sucessivamente, formando macro radicais;Terminao: estabilizao dos macro radicais. Mecanismo de polimerizao via radicais livres

Formao da cadeia polimrica

Processo de polimerizao em suspensoA reao de polimerizao do cloreto de vinila extremamente exotrmica;A capacidade de remoo do calor do meio reacional geralmente o fator limitante para a reduo dos tempos de reao por batelada;Com o aumento do volume dos reatores, esse problema agravado;Essa limitao geralmente superada com o resfriamento do reator com gua gelada ou por intermdio de condensadores de refluxo.Processo de polimerizao em suspenso

Processo de polimerizao em suspensoO carregamento do reator geralmente iniciado com gua desmineralizada, aditivos de polimerizao, dispersantes (na forma de soluo) e iniciadores;O reator selado e feito alto vcuo para eliminar o mximo de oxignio do meio reacional;Faz-se a carga do monmero cloreto de vinila liquefeito e o aquecimento do reator com vapor sob presso, para a reao iniciar;O reator deixa de ser aquecido e passa a ser resfriado, pois a reao exotrmica.Processo de polimerizao em suspenso

Processo de polimerizao em suspensoSendo a converso da reao atingida, a reao encerrada e o monmero remanescente recuperado;O polmero obtido na forma de lama passa por um processo de stripping;A lama passa, ento, por um processo de concentrao via centrifugao, e a torta mida resultante seca em secadores de leito fluidizado;A resina seca peneirada e armazenada em silos para posterior acondicionamento nos diferentes sistemas de distribuio aos clientes. Processo de polimerizao em suspenso

Referncias BibliogrficasRUSSELL, John Blair. Qumica geral. 2. ed. So Paulo, SP: Makron Books, c1994. 2v.

BROWN, Theodore L. Qumica: a cincia central. 9. ed. So Paulo, SP: Pearson Prentice Hall, 2005

RODOLFO JR, Antonio.Tecnologia do PVC.2. ed. rev. e ampl. So Paulo, SP: Pro Editores, Braskem, 2006. Referncias BibliogrficasPsicose Qumica: http://psicosequimicaifam.blogspot.com.br/2012/12/fatores-que-influem-nas-entalpias-das.html

Portal de Qumica: http://www.soq.com.br/conteudos/em/termoquimica/p4.php