Catalisis

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CATÁLISIS
Ingeniería Petroquímica Cinética Química Ing. Nieves Bastidas

TABLA DE CONTENIDO

1

Introducción a la Catálisis

2

Tipos de Catálisis

3

Absorción Física y Química

4

Catalizadores y Procesos Catalíticos

2

INTRODUCCIÓN A LA CATÁLISIS

REPASEMOS UN POCO…

3

INTRODUCCIÓN A LA CATÁLISIS

¿QUE SIGNIFICADO TIENE EN TERMINOS DE LA VELOCIDAD DEREACCIÓN Y DE LA TEMPERATURA QUE UNA ENERGIA DE ACTIVACIÒN SEA PEQUEÑA?

LEY DE ARRHENIUS: K=Aexp (-Ea/RT) Ea=LnA-LnK*RT Ea pequeña…Reacción rápida!!! Entonces...La temperatura si influye sobre Ea!!!

CONTRASTE LAS DOS TEORIAS DE VELOCIDAD DE REACCIÓN

4

INTRODUCCIÓN A LA CATÁLISIS
CINÉTICA VELOCIDAD DE LA REACCIÓN REACCIÓN QUÍMICA

TERMODINÁMICA FACTIBILIDAD DE QUE LA REACCIÓN OCURRA

5 INTRODUCCIÓN A LA CATÁLISIS

EN GENERAL:
[A] → [B] r = [A] = [Ao] – kt (reacción orden cero) r = [A]= [Ao]*exp (-kt) (reacción de orden 1) k: constante de la velocidad de la reacción k = kO exp (Ea/RT) (Ecuación/ley de Arrhenius) Ea:energía de activación Energia de activación: mínima cantidad de energía alcanzada por el sistema para transformar reactantes a productos Para incrementar lavelocidad de reacción, la constante de la velocidad de reacción debe ser incrementada y por consiguiente la energía de activación debe ser disminuída.
6

INTRODUCCIÓN A LA CATÁLISIS

La energía de activación(Ea) determina cuan rápido una reacción ocurre, mientras mas alta es la barrera de la energía de activación, mas lenta es la reacción, una baja energía de activación se traduce en una reacciónrápida.

7

INTRODUCCIÓN A LA CATÁLISIS

¿Qué emplear para acelerar las reacciones químicas? ¿Qué emplear para acelerar las reacciones químicas?

Temperatura

Presión

Químicos

Catalizador

8

INTRODUCCIÓN A LA CATÁLISIS

ALGO DE HISTORIA... Faraday y Davy estudiaron la oxidación catalítica a mediados de 1800. Kirchhoff en 1814 observó que los ácidos ayudaban a lahidrólisis de almidón a glucosa. El término de catálisis fue introducido por J.J Berzelius en 1836…intervención en las reacciones de una fuerza catalítica…realizó estudios de conversión de almidón a azúcares en presencia de ácidos, descomposición de peróxido de hidrógeno en bases, y la combinación de oxigeno mas hidrógeno sobre platino. Deacon, Messel, Mond, Ostwald, Sebatier estudiaron algunos procesos enpresencia de catalizadores: oxidación de HCL y SO2,oxidación de amoníaco,hidrogenación de etileno. En el siglo XX se aplicó la catalisis a la síntesis de amoniaco, reacciones de craqueo, producción de hidrocarburos, convertidores cataliticos, entre otros. La catálisis como ciencia se debe principalmente a investigadores de la talla de: Langmuir, Emmett, Rideal y otros.
9

INTRODUCCIÓN A LACATÁLISIS

ALGO MAS DE HISTORIA...

10

INTRODUCCIÓN A LA CATÁLISIS

¿Porqué emplear catalizadores en las reacciones químicas?

...Algunas reacciones son muy lentas para llevarse a cabo...

...Necesidad de acelerar la velocidad de reacción

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INTRODUCCIÓN A LA CATÁLISIS

Comparación de Ea en procesos catalíticos/no catalíticos

Reacción Reacción

Ea (sin catalizador)E(thermal) 58,5

Ea(catalizador) E(cataliti c)

CATALIZADOR Cataliz

2 N20

2 N2 + 02

29

Au

N2O descomposición n -hexano cracking Dodecano deshidrogenación 55 52 18 16 Si02 – Al203 Pt + Ir

12

INTRODUCCIÓN A LA CATÁLISIS

Catálisis
CATALIZADOR

Rama de la Cinética Química

Una sustancia que sin estar permanentemente involucrada en la reacción, incrementa la velocidad conla que una transformación química se aproxima al equilibrio. Una sustancia que químicamente altera un mecanismo de reacción, así como la velocidad total de la misma, regenerándose en el último paso de la reacción.

Cantidad relativa de energía en las moléculas

Sin Catalizador

Productos Con Catalizador Productos

Tiempo

13

INTRODUCCIÓN A LA CATÁLISIS

INHIBIDOR NEGATIVO

O...
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