Catalizadores e poluição

CATALIZADORES E POLUIÇÃO

Índice

1. Ação das reações químicas: Catálise homogénea e heterogénia

7. Mecanismo pelo qual o co2 e o vapor de água contribuem para o efeito de estufa

2. Importância dos catalizadores na vida e na indústria

Índice

8. Processos de valorização do petróleo através do cracking catalítico e de isomerização

3. Funcionamento de um catalizador de automóvel e a sua importância

4. Principais poluentes e os seus efeitos na saúde humana e natureza

9. Funcionamento da pilha de COMBUSTÍVEL

5. Principais gases de efeito de estufa; efeito de estufa e a queima de combustíveis fósseis

10. Investigação em química (otimização da produção de combustíveis alternativos)

6. Polaridade das moléculas

Ação das reações químicas: Catálise Homogénea e Heterógenea

- Catálise Homogénea - Catálise Heterógenea

Catalizador na mesma fase dos reagentes e produtos (se ambos estão em solução, o catalizador também está em solução com eles). Catalizador em fases distintas aos reagentes e produtos (ex: os reagentes podem estar em fase gasosa enquanto o catalizador está em fase sólida).

Importância dos catalizadores na vida e indústria

Indústria, Petróleo e Refino de gás natural Vida (Enzimas)

- são utilizados para acelerar reações que produzem uma ampla variedade de produtos;- permitem que as empresas aumentem a eficiência dos processos, reduzindo os custos de produção e diminuindo o tempo necessário para produzir grandes quantidades de produtos químicos; - na indústria do petróleo e gás, os catalizadores são essenciais para o refino de petróleo bruto em produtos refinados;

- as enzimas são catalizadores bioquímicos indispensáveis no nosso dia a dia, por exemplo, a digestão, sem enzimas, demoraria 50 anos a digerir!- exemplo de enzima temos a glicose-oxidase que acelera a oxidação da glicose e é utilizada em testes da diabetes (nas fitas de papel indicador da presença de glicose na urina)

Funcionamento de um catalizador automóvel e a sua importância

N2(g)+O2(g) ------> 2NO(g) 2NO(g) -------> N2(g)+O2(g)

- Um catalizador de automóvel é tipicamente um dispositivo em forma de cilindro, feito de material cerâmico ou metálico poroso;- Existem 2 reações principais que ocorrem no catalizador automóvel: oxidaçã-redução.

Principais poluentes e os seus efeitos na Saúde Humana e Natureza

Hidrocarbonetos

- compostos orgânicos presentes nos gases de escape, resultantes da queima incompleta de combustível; - BENZENO é um poluente atmosférico, os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, HAP, caracterizam se por possuírem dois ou mais anéis benzénicos com átomos de carbono comuns. Os benzopirenos são os + estudados, por serem potentes agentes cancerígenos e mutagénicos.

Principais poluentes e os seus efeitos na Saúde Humana e Natureza

Monóxido de Carbono(CO)

- origem em produto da combustão incompleta de combustíveis fósseis, especialmente em veículos automotores e sistemas de aquecimento;- o CO interfere no transporte de oxigénio no sangue, podendo levar à asfixia e até mesmo à morte em altas concentrações.

Dióxido de Enxofre

- origem: principalmente resultante da queima de combustíveis fósseis, especialmente em processos industriais e de geração de energia;- pode causar irritação nos olhos, nariz e garganta, além de contribuir para problemas respiratórios, como asma e bronquite. O SO2 pode causar danos às plantas, acidificar o solo e a água.

Principais gases de efeito de estufa, efeito de estufa e a queima de combustíveis fósseis

- CO2 (Dióxido de Carbono)- CH4 (Metano) - N2O (Óxido Nitroso)

Polaridade de moléculas

Exemplo:

- o cloro, Cl, tem elevada afinidade eletrónica e elevada energia de ionização, isto é, atrai um eletrão extra com facilidade e perde eletrões com dificuldade;- com a ligação com o hidrogénio, H, para formal HCl,os eletrões comuns responsáveis pela ligação têm maior probabilidade de se encontrarem junto ao átomo de cloro, do que junto do átomo de hidrogénio; - diz-se que o átomo de Cl é + eletronegativo do que o H e que a ligação H-Cl é uma ligação covalente polar.

Mecanismo pelo qual o CO2 e o Vapor de Água contribuem para o efeito de estufa

- N2 e O2 - gases + abundantes, não provocam efeito de estufa- CO2 e H20 - gases de efeito de estufa

- certos gases como, CO2 e o vapor de água, absorvem parte da radiação infravermelha emitida pela superfície terrestre;- essa absorção impede que a radiação escape para o espaço, retendo o calor e aquecendo o planeta; - sem o efeito de estufa, a temperatura média da Terra seria 33ºC mais fria.

Processos de valorização do petróleo através do Cracking Catalítico e de Isomeração

Exemplos:

- isomeria de cadeia - isomeria de posição - isomeria de grupo funcional

Butano (C4H10) e Isobutano (C4H10) Butanol (C4H10O) : CH3CH2CH2CH2OH Butan- 2 -ol (CH4H10O) : CH3CH(OH)CH2CH3 Propanona (CH3H6O) CH3COCH3 Propanol (CH3H6O) CH3CH2CHO

Funcionamento de uma pilha de combustível

Componentes básicos: Processo: Movimento dos protões: Reação no cátodo: Geração de Eletricidade:

- Ânodo: onde ocorre a reação de oxidação, normalmente com o hidrogénio.- Cátodo: onde ocorre a reação de redução, geralmente com oxigénio. - Eletrólito: um material que permite a condução de iões, mas não de eletrões, também separa o ânodo do cátodo.

H2 ----> 2H+ + 2e- 2H+ + 1/2 O2 + 2e- --->H2O

- são conduzidos através do eletrólito para o cátodo

- os eletrões que foram disponibilizados no ânodo não podem passar através do eletrólito, então eles são forçados a seguir um caminho externo, criando corrente elétrica.

Funcionamento de uma pilha de combustível

Uso da eletricidade:

-a corrente elétrica pode ser utilizada para alimentar motores elétricos, carregar baterias, fornecer energia para sistemas eletrónicos, etc.

Funcionamento de uma pilha de combustível

Vantagens da pilha de combustível de hidrogénio:

-zero emissões de poluentes locais - eficiência - versatilidade

Investigação em química

10

-otimização de produção de biocombustíveis;- biodiesel; - etanol; - exploração de novas fontes de energia; - energia solar; - armazenamento de energia

Conclusão

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