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Catalisadores

Os calisadores são substâncias naturais ou sintéticas que, por alterarem a velocidade das reações, assumem um papel crucial na indústria mundial.É devido aos catalisadores que é possível atualmente cumprir critérios financeiros e ecológicos, permitindo que os processos sejam simultaneamente rentáveis e bons para o ambiente.

Definição de catalisadores

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Processo de Haber - Bosch

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Aplicação dos catalisadores na indústria

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Importância dos catalisadores na sociedade

Mistura inicial de açúcar com cloreto de potássio.Adição posterior de um catalisador

São subtâncias que aumentam a velocidade da reação, não se consumindo ao longo desta.Estes são utilizados há muito tempo, no entanto, só milénios mais tarde é que estes foram usados em processos químicos mais complexos

A utilização de um catalisador diminui a energia mínima necessária para que se inicie uma dada reação química- energia de ativação da reação- mantendo a variação de entalpia da reação

Definição de catalisadores

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Processo de Haber - Bosch

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Aplicação dos catalisadores na indústria

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Importância dos catalisadores na sociedade

...Fritz Haber descobriu como fixar o dinitrogénio atmosférico em laboratório e conseguiu produzir amoníaco utilizando ósmio como catalisador num reator de alta pressão e temperatura. Mais tarde, Carl Bosch, foi encarregue de industrializar este processo. Neste processo industrial, denominado processo de Haber-Bosh, ocorre a produção de amoníaco através de dinitrogénio e di-hidrogénio, de acordo com a seguinte equação química: N2(g) + 3 H2(g) ↔ 2 NH3(g) ∆ H = -92,22 kJ/mol

Em 1909...

Atualmente...

...utilizam-se os catalisadores de segunda geração que incluem suporte (óxido ferroso, carbono, óxidos de magnésio, alumina, zeólitas, espinélio e nitreto de boro) promotores do aumento da área superficial e facilitadores de difusão, sendo a ferrita catalítica ainda a mais empregada. Em termos indústriais, o ferro catalítico é preparado pela exposição da magnetita (um óxido de ferro) ao hidrogénio aquecido. A magnetita é reduzida a ferro metálico com a eliminação do oxigénio no processo. O amoníaco formado é um gás a temperatura ambiente que é liquefeito e nestas condições não ocorre a reversibilidade deste processo.

A produção industrial de amoníaco líquido, ocorre de acordo com os seguintes passos:1. Uma mistura gasosa de N2 e H2 é colocada num reator;2. Ao reagir e atingir o equilíbrio, a mistura de N2 e H2 é transferida para um condensador;3. Aqui o amoníaco formado encontra-se no estdo gasoso, mas quando passa pelo consdensador, condensa, passando ao estado líquido;4. Estando este liquefeito é então retirado e pode ser usado para diferentes aplicações: diminuição da acidez do solo, produção de produtos de limpeza, entre outros

Definição de catalisadores

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Processo de Haber - Bosch

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Aplicação dos catalisadores na indústria

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Importância dos catalisadores na sociedade

Diferentes aplicações dos catalisadores na indústria:

Indústria farmacêutica

No processo de fabricação de fármacos são utilizados catalisadores, substâncias aceleradoras da reação dos compostos que darão origem ao produto desejado e ajudam a direcionar a formação da estrutura química do medicamento.Exemplo de um catalisador:A lipase é uma enzima comercial de fácil aquisição.Esta tem a capacidade de diminuir os tempos e os custos dos processos de produção de fármacos e, além disso, apresenta um grande potencial de reutilização. O catalisador pode ser reaproveitado, quando imobilizado e ligado a um suporte (como um polímero ou uma resina), é possivel filtrar a lipase e usá-la novamente.

INDúSTriA ALIMENTAR

Na indústria alimentar, alguns catalisadores, como as enzimas, são importantes ferramentas na produção de bebidas alcoólicas fermentadas, laticínios, pães entre outros. Estes podem ser usadas para aumentar a qualidade dos alimentos ou, até mesmo, para otimizar o tempo de determinada etapa do processo de fabricação.Atuação da enzima

β-galactosidase (lactase):

Este tipo de catalizador atua sobre a lactose do leite, hidrolizando-a em glicose e em galactose.Este processo é usado dentro da indústria de alimentos, por exempo para: produção de adoçantes de leite e soro, produtos sem lactose, formação de lactulose.

Indústria petrolífera

A alta procura dos combustíveis fosseis fez com que a indústria petrolífera se aprimorasse. Estudos revelaram que a obtenção do combustível era possível não apenas na coluna de fracionamento, mas, também, através de um processo denominado cracking, que consiste na quebra da molécula de gasolina (C8H18).Quebra catalítica do petóleo com uso de catalisador Al2O3:Este processo consiste na quebra dos hidrocarbonetos que contenham entre 14 a 16 átomos de carbono na ausência de ar e na presença de catalisadores Al203.Através deste, as cadeia de carbono sofrem decomposição térmica, produzindo, assim, mais gasolina.Portanto, através da quebra catalítica, as longas cadeias de carbono reduzem-se a alcanos menores.

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Processo de Haber - Bosch

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Aplicação dos catalisadores na indústria

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Importância dos catalisadores na sociedade

4.1. Poluentes

Os catalisadores assumem um importante papel na redução de emissões poluentes, pois ajudam a converter os gases tóxicos em substâncias menos prejudiciais.

São fundamentais para o aumento da eficiência energética, já que permitem que as reações químicas ocorram em condições mais agradáveis. Isto permite um uso mais eficiente dos recursos energéticos e uma redução dos custos de produção.

4.2. Energia

4.3. Indústria

Os catalisadores são cruciais na melhoria dos processos industriais. O uso destes ajuda a acelerar as reações químicas, reduzindo o tempo de produção e aumentando a qualidade e o rendimento dos produtos finais.

4.4. Tecnologia

O desenvolvimento e aperfeiçoamento de catalisadores geram oportunidades para a criação de novas tecnologias, o que contribui para o avanço da ciência e da indústria.

Os catalisadores são amplamente utilizados na indústria tendo sido, ao longo do tempo, adaptados à especificidade de cada processo, de forma a garantir máximo rendimento económico.O uso dos catalisadores é efetivamente de uma elevada importância social pois permite uma atuação tanto ao nível da remoção da poluição como por exemplo ao nível da eficiência energética. É evidente, após este breve estudo, que os catalisadores são peças essenciais em diversas vertentes da vida humana, sendo completamente indispensáveis no quotidiano.

Reflexões finais

Webgrafia

https://ria.ua.pt/handle/10773/3014

https://slideplayer.com.br/amp/13929497/

https://www.infoescola.com/quimica/catalisadores/

https://www.engquimicasantossp.com.br/2012/06/sintese-de-harber-bosch.html

Trabalho realizado por:

AgostinhaSantos

RodrigoTomaz

Maria Filipe

Obrigado

12ºA