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ZELITA FAUJASITA

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VELOCIDADE DE REAO A PARTIR DA FREQUNCIA Reao de sntese de Fischer-Tropsch CO + H 2 CH 4 + H 2 O Catalisador comercial de 0,5% Ru / Alumina. Disperso de tomos de Ru expostos : 49% (quimissoro de hidrognio) Freqncia de reao para o metano : 0,044 s -1 (nmero de tomos/molculas reagindo por stio e por segundo) a P = 988 kPa e T = 475 K Qual a velocidade de formao de metano em mol/s.g cat ?

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- r A = N CH4. D. ( 1/MW Ru ). ( %Ru/100 ) N CH4 = 0,044 molculas/(tomo exposto de Ru). s x 1 mol metano/6,02x10 23 molec. D = 0,49 tomos expostos/num. total de tomos de Ru x 6,02x10 23 tomos de Ru/mol Ru MW Ru = 101,1 g/mol Ru %Ru/100 = 0,005 g Ru/g cat - r A = 1,07 x 10 -6 mol/s.g cat

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FREQUNCIA DE REAO

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ALGORTMO PARA PROJETO DE REATOR HETEROGNEO Coleta de dados em Reatores de laboratrio Obteno lei de velocidade Definio de mecanismo e etapa limitante reao Estimao Parmetros da lei de velocidade Projeto reator

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ADSORO Representao de uma espcie adsorvida na superfcie do catalisador A + S A.S S = stio

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ADSORO C t (mol/g cat ) = conc. molar total de stios ativos = nmero de stios ativos/massa cat. /Nmero de AvogadRo C v = conc. molar de stios vazios = nmero de stios vazios/ massa cat. /Nmero de AvogadRo P i = presso parcial da espcie i na fase gasosa, atm C i.s = conc. De stios na superfcie ocupados pela espcie i, mol/g cat

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ADSORO Se espcies A e B C t = C v + C A.S + C B.S BALANO DE STIOS A B

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ADSORO Adsoro molecular ou associativa ou no- dissociativa CO + S CO.S C O Ex: -Ni-Ni-Ni-

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ADSORO Adsoro dissociativa CO + 2S C.S + O.S C O Ex: -Fe-Fe-Fe-

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ADSORO CO + S CO.S Isoterma de Langmuir v d = k Ad P CO C V V r = k -ad C CO.S r AD = k Ad P CO C V - k -ad C CO.S

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ADSORO Chamando K Ad = k Ad / k -Ad constante de equilbrio de adsoro r Ad = k Ad (P CO C V - C CO.S / K Ad )

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ADSORO k Ad independente da temperatura k -Ad aumenta exponencialmente com a T Logo: K Ad diminui exponencialmente com a T

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ADSORO Balano de stios C t = C V + C CO.S No equilbrio: r Ad = 0 C CO.S = K Ad P CO C V = K Ad P CO (C t - C CO.S ) C CO.S (1 + K Ad P CO ) = K Ad P CO C t C CO.S = K Ad P CO C t / 1 + K Ad P CO

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ADSORO P CO C co.s Isoterma de Langmuir

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AJUSTE LANGMUIR P co / C CO.S P co P CO / C CO.S = 1/K Ad C t + P CO /C t

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ADSORO DISSOCIATIVA CO + 2S C.S + O.S A probalidade de dois stios vazios adjacentes um ao outro proporcional ao quadrado da concentrao de stios vazios V d = k Ad P co C v 2 Vr = k -Ad C O.S C C.S r Ad = k Ad P co C v 2 - k -Ad C O.S C C.S

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ADSORO Chamando K Ad = k Ad / k -Ad constante de equilbrio de adsoro r Ad = k Ad (P CO C V 2 - C C.S C O.S / K Ad )

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ADSORO No equilbrio: r Ad = 0 k Ad P CO C V 2 = k -Ad C C.S C O.S Para C C.S = C O.S C O.S = ( K Ad P CO ) 1/2 C V

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ADSORO Balano de stios: C t = C V + C C.S + C O.S C V = C t - C C.S - C O.S C V = C t - 2C O.S

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ADSORO Isoterma de Langmuir C O.S = ( K Ad P CO ) 1/2 C t / 1 + 2(( K Ad P CO ) 1/2 Linearizando: (P CO ) 1/2 / C O.S = 1/ C t (K Ad ) 1/2 + 2(P CO ) 1/2 /C t

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ADSORO (P CO ) 1/2 / C O.S (P CO ) 1/2

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Reao na superfcie stio nico A.S B.S Reao elementar r s = k s ( C A.S - C B.S /K s ) K s = k s /k -s

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Reao na superfcie stio duplo A.S + S B.S + S r s = k s ( C A.S C v C B.S C v /K s )

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Reao na superfcie A.S + B.S C.S + D.S r s = k s ( C A.S C B.S C C.S C D.S /K s )

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Reao na superfcie A.S + B.S C.S + D.S r s = k s ( C A.S C B.S C C.S C D.S /K s ) Cintica de Langmuir-Hinshelwood

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Reao na superfcie A.S + B(g) C.S + D(g) r s = k s ( C A.S P B C C.S P D /K s ) Mecanismo de Eley-Rideal

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Dessoro C.S C + S r D = k D ( C C.S - P C C v /K D )