Introduzir o aluno, por meio dos conceitos fundamentais da cinética química aplicada a reatores químicos, na engenharia das reações químicas.
Introdução a cinética. Estequiometria cinética. Reações a volume constante. Reações a volume variável. Introdução a projeto de reatores. Coleta e análise de dados cinéticos. Cinética das reações complexas. Catálise
INTRODUÇÃO A CINÉTICA – Tipos de Reações Químicas. Lei de velocidade. Ordem e molecularidade. Constante da velocidade. Tempo de meia-vida e tempo infinito. Influência da temperatura sobre a taxa da reação. Ativação das reações químicas Equação de Arrhenius. Energia de ativação. (4 horas) ESTEQUIOMETRIA CINÉTICA - Conversão. Concentração e sua variação numa transformação química. (4 horas) REAÇÕES A VOLUME CONSTANTE: Reações irreversíveis de ordem um. Reações irreversíveis de ordem dois. Reações irreversíveis de ordem três. Reações irreversíveis de ordem qualquer. Reações reversíveis de primeira e segunda ordem. A dependência da constante de equilíbrio com a temperatura. (12 horas) REAÇÕES A VOLUME VARIÁVEL: Conceitos. Fração de conversão volumétrica. Reações a volume variável de ordem um e dois. (4 horas) INTRODUÇÃO A PROJETO DE REATORES: Introdução. Balanço de massa e coleta de dados em reatores ideais isotérmicos: batelada (BSTR), reator tanque de mistura contínuo (CSTR) e Reator tubular (PFR) (8 horas) COLETA E ANÁLISE DE DADOS CINÉTICOS: Métodos diferencial e integral para o BSTR. Método para o CSTR. Métodos para PFR diferencial e integral. Método das taxas iniciais. Método da meia vida. Método da pressão total (12 horas) CINÉTICA DAS REAÇÕES COMPLEXAS: Introdução. Mecanismos de reação. A aproximação do estado estacionário (princípio de Bodenstein). A etapa determinante da velocidade da reação. Reações em cadeia em fase gasosa (Radicais, Pirólise de compostos orgânicos (mecanismo de Rice-Herzfeld), Inibidores e iniciadores, Reações em cadeia ramificada) (8 horas) CATÁLISE: Introdução. Catálise homogênea. Catálise heterogênea. Cinética das reações catalíticas heterogêneas. (8 horas)
Bibliografia Básica: 1- FOGLER, H.S. Elementos de engenharia das reações químicas. 3.ed. Rio de Janeiro: LTC Editora, 2009. 2- LEVENSPIEL, O. Engenharia Das Reações Químicas, E ed (Blucher, São Paulo, 2000) 3- VAN SANTEN, R.A.; Niemantsverdriet, J.W. Chemical kinetics and catalysis. New York: Plenum Press, 1995. Bibliografia Complementar: 1- Missen, R.W.; Mims, C.A.; Saville, B.A. Introduction to chemical reaction engineering and kinetics. New York: J. Wiley, 1999. 2- Rothenberg, G. Catalysis: concepts and green applications. Weinheim: Wiley-VCH, 2008 Chichester. 3- DENISOV, E.T.; Sarkisov, O.M.; Likhtenshtein, G.I. Chemical kinetics: fundamentals and new developments. Amsterdam: Elsevier, 2003. 4- Hagen, J. Industrial catalysis: a practical approach. Weinheim: Wiley-VCH, 2006. 5- Salmi, T.O.; Mikkola, J.; Warna, J.P. Chemical reaction engineering and reactor technology. Boca Raton: CRC Press/Taylor & Francis, 2011. 6- Mortimer, M.; Taylor, P.G. Chemical kinetics and mechanism. Cambridge: Royal Society of Chemistry, 2002. 7- FROMENT, G.F.; BISCHOFF, K.B. Chemical reactor analysis and design. 2nd. Ed. New York: John Wiley & Sons, 1990. 8- HILL, C.G. An Introduction to chemical engineering kinetics and reactor design. New York: John Wiley&Sons, 1977. 9- SMITH, J.M. Chemical engineering kinetics. 3rd. ed New York: McGraw-Hill,1981. 10- DENBIGH, K.; TURNER, R. Introduction to chemical Reaction Design. Cambridge: Cambridge University Press, 1970. 11 - AGUIAR, L. G. Problemas de cinética e reatores químicos. Curitiba: Appris Editora, 2023.
