Catálise 2 2009

Catálise 2 2009

(Parte 1 de 3)

Novas Tecnologias e o Ensino de Química I CATÁLISE -I

RJ, 30 de setembro de 2009

•Motores de carros modernos controlam cuidadosamente a quantidade de combustível que queimam;

•Para isso, procura-se manter a mistura ar-combustível bem próxima do ponto estequiométrico, que éa proporção ideal de ar para que ocorra uma combustão;

•Teoricamente, nessa condição, todo o combustível será queimado usando todo o oxigênio do ar;

•Para a gasolina, a proporção estequiométrica éde aproximadamente 14,7:1. Isso significa que, para cada grama de gasolina, serão queimadas 14,7 gramas de ar.

Dados:

¾ Composição da gasolina:

Considerarfaixade hidrocarbonetos(alcanos) entreC6 e C10 átomosde carbono(média: C8).

Calcular !!!

RESPOSTA: •Equação balanceada:

Massa de alcanoa ser queimada:228g

Massa de oxigênio necessária p/ queima:800g

Massa de ar necessária para a queima (aprox.):

•Na verdade, a proporção ideal varia bastante durante o funcionamento do carro;

•Às vezes, a mistura de combustível pode apresentar proporção de ar para combustível acima de 14,7; e em outros momentos, pode apresentar proporção abaixo de 14,7.

•Para o álcool etílico hidratado usado no Brasil, o ponto estequiométrico éem torno de 9:1.

RESPOSTA: •Equação balanceada:

Massa de alcanoa ser queimada:46 g

Massa de oxigênio necessária p/ queima:96 g

Massa de ar necessária para a queima (aprox.):

em sua constituição, o ar tem 78% de gás nitrogênio. Grande parte dessa substânciapassa pelo motor do veículo; éum dosprodutos da combustão. O carbono do combustível se une com o oxigênio do ar; vapor de água (H 2 O) éoutroproduto da combustão. O hidrogênio do combustível se une com o oxigênio do ar.

ESSAS DESCARGAS SÃO, EM SUA MAIORIA, BENIGNAS (embora as emissões de CO 2 contribuam para o efeito estufa e o aquecimento global).

Como o processo de combustão não éperfeito, também são produzidas substâncias prejudiciais:

óxidos de nitrogênio (NO e NO2 , que são chamados NOx)

Gerados por reação de N2 do ar com o O2 no motor aquecido. Contribuem para o “smog”e causam irritação das mucosas humanas; monóxido de carbono (CO) Gás venenoso, sem cor e inodoro; hidrocarbonetos ou compostos orgânicos voláteis (COVs) Produzidos principalmente por combustível não queimado, que evapora, e que também contribui para o “smog”.

POR QUE OS VOCsSÃO PREJUDICIAIS?

Poluentes primários: NOxe COVs, que são emitidos diretamente para a atmosfera;

Poluentes secundários:

formados na troposfera por reações químicas de poluentes primários, principalmente NOx.

Ambos os poluentes são gerados por atividades antropogênicas (produção de energia e utilização da energia produzida)

SMOG (“smoke + fog”; fumaça+ neblina)

Composição: O3+ NO + NO2 + aldeidos+ H2 O (vapor) + COVs

Oxidaçãode NO peloO3 na Estratosfera (>20Km),

“O 3 bom”:

NO + O3 →NO2+ O

O(fotólise)

NO 2 + hν→NO + .

O + O2 →O3 (conc. 30 –40 ppb)

Geração de ozônio na Troposfera (até15 Km),

“O3 ruim !!!”

Ex: conc. 500 ppb em1988 emSP, devidoa emissãode NO (245 mil T/ano)

O ozôniopodereagircom o NO pararegeneraro NO2 ou pode sofrer fotólise, para gerar radicais oxidantes da matériaorgânica,

. OH e .

. O + H2

O →2 . OH

Na troposfera moléculas orgânicas voláteis e NO em presença de luz solar sofrem oxidação;

Os radicais. OHsão as espécies reativas chave;

A reaçãoentreCOVse . OH iniciaa sequênciade oxidação:

COVs+ . OH →→R-O.+ R-O .

+ NO →CO + NO2+ aldeídos + H2 O

(Parte 1 de 3)

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