Catalisadores

1. Escola Secundária de Caldas das Taipas Catalisadores Química 12º ano Os Metais como Catalisadores

2. Química 12º ano

3. O que é um catalisador? Química 12º ano

4. Catalisadores controlam Reações Química 12º ano

5. Catalisadores O que controla os ... ? Química 12º ano

6. Que fatores influenciam a velocidade da reação? Sabias que...? As margarinas são obtidas pela adição de hidrogénio às moléculas de óleo, num processo promovido por metais como o níquel, a platina e o paládio. Se a produção de margarinas fosse efetuada através do fornecimento de calor (e não com o uso de um catalisador) as moléculas de óleo necessitariam de uma temperatura tão alta que sofreriam quebras antes de serem transformadas. • Concentração dos reagentes; • Temperatura; • Área superficial dos reagentes; • Presença de catalisadores. Química 12º ano

7. Porquê utilizar catalisadores? • Viabilidade; • Menos gasto de energia; • Seletibilidade dos produtos obtidos; • Menos resíduos; • Eficiência dos procesos. Química 12º ano

8. Um pouco de História ... • Louis Pasteur (1822-1895) • Wilhem Ostwald (1853-1932) • Jacob Berzellius (1779-1848) Química 12º ano

9. Situações em que se salienta a importância dos catalisadores: • Indústria  Economia • Ambiente  Combate à poluição Química 12º ano

10. Conversor catalítico Sabias que...? A colmeia cerâmica é formada por milhares de minúsculas células por onde passam os gases poluentes. As paredes destes canais são recobertas com óxidos de metais, que criam uma superfície de contacto cuja área é equivalente a dois campos de futebol! Química 12º ano

11. Tipos de conversores catalíticos Química 12º ano

12. Química 12º ano

13. Gases de escape • Monóxido de carbono; • Compostos orgânicos voláteis; • Óxidos de azoto. Sabias que...? A utilização de gasolina com chumbo inutiliza irremediavelmente o catalisador. Os danos são quase imperceptíveis sem a análise mais detalhada dos gases de escape, já que o carro não sofre alteração aparente no seu funcionamento. Química 12º ano

14. Sabias que...? O catalisador provoca um aumento médio de 20% no valor de um automóvel. Apesar dos catalisadores promoverem um maior consumo de combustível (entre 5 a 10% de aumento), a gasolina sem chumbo é mais barata, bem como a manutenção do motor. Além disso, um sistema de escape com catalisador tem uma duração superior, pelo que se poderá dizer que, a longo prazo, o acréscimo de custos não tem qualquer expressão. Não esquecer a ajuda ambiental que este nos proporciona e que consequentemente se reflete em mais “vida” para o nosso caro planeta! Sabias que...? Uma manobra mais arriscada ou um acidente não coloca em risco o catalisador. Estudos demonstram que só percorrendo 50 000 km com o automóvel em sobreaquecimento (1000ºC) se degrada o conversor catalítico! Química 12º ano

15. Química 12º ano

16. Catalisadores Industriais Síntese de ácido nítrico Síntese de amoníaco (Processo de Ostwald) (Processo de Haber-Bosch) Sabias que...? Em mais de 150 anos desde o trabalho de Berzelius, os catalisadores desempenharam um importante papel económico no mercado mundial. Apenas nos EUA em 1996, as vendas de catalisadores chegaram a atingir o valor de um bilião de dólares. Química 12º ano

17. Síntese de amoníaco Teoria da Adsorção Química 12º ano

18. Síntese de ácido nítrico Química 12º ano

19. Catalisadores Biológicos Correspondem a • Enzimas Química 12º ano

20. Catálise enzimática • S • P • ES • EP • E • E E + S  ES  EP  E + P Química 12º ano

21. Mecanismo da Catálise enzimática Química 12º ano

22. Mecanismos de catálise • Efeito da Temperatura; • Efeito do pH; • Catálise homogéna; • Catálise heterogénea; • Energia de ativação; • Estado de transição; • Os metais em catálise. Sabias que...? A importância dos catalisadores biológicos para o funcionamento das células é tanta, que se estima que cada célula possa ter 3000 enzimas diferentes! Química 12º ano

23. Efeito da Temperatura Gráfico da variação da atividade enzimática com a temperatura. Química 12º ano

24. Efeito do pH Química 12º ano

25. Catálise Homogénea • Sistema Monofásico Reação de formação de ácido sulfúrico Química 12º ano

26. Catálise Heterogénea • Sistema Polifásico Reação de formação de etano Química 12º ano

27. Catálise Homogénea vs Catálise Heterogénea Química 12º ano

28. Teoria das Colisões Choque eficaz  Colisão efetiva • Choque não eficaz  Colisão não efetiva Química 12º ano

29. Exercício prático • Página 148, manual, exercício número 5: • Favorável • Desfavorável  Química 12º ano

30. Energia de ativação Química 12º ano

31. Perfil energético de uma reação com enzima (a azul) e sem enzima (a vermelho). • Perfil energético de uma reação com enzima (a azul) e sem enzima (a vermelho) Química 12º ano

32. Estado de Transição Química 12º ano

33. Perfil energético de uma reação Reação endotérmica Sentido direto Sentido inverso Reação exotérmica Química 12º ano

34. Exercício prático • Página 148, manual, exercício número 3: • X = Energia de ativação • Y= Variação da entalpia da reação • Reação Exotérmica • N2O (g) + NO  N2 (g) + NO2 (g) • Complexo ativado Química 12º ano

35. Os metais em catálise • Os metais adsorvem moléculas à sua superfície; • Formação de compostos em mais do que um estado de oxidação. Química 12º ano

36. Em síntese ... Química 12º ano

37. Uso de catalisadores em veículos reduz a emissão de gases poluentes Redação do site “nominuto.com” – 27 de setembro de 2011 Química 12º ano

38. Lisboa: Proibição da circulação de veículos sem catalisador na cidade adiada para março Redação da Lusa – 29 de dezembro de 2011 Química 12º ano

39. Catalisadores são construídos com nano-pirâmides de irídium Redação do site “Inovação Tecnológica” – 4 de abril de 2005 Química 12º ano

40. Catalisador bimetálico aproxima-se da meta de eficiência da enconomia do hidrogénio Redação do site “Inovação Tecnológica” – 4 de abril de 2005 Química 12º ano

41. A Ciência e a Tecnologiaquímica do futuro devem ser compatíveis com o ambiente e a vida! Química 12º ano

42. Professora Luísa Esperança 2011/2012 Trabalho elaborado por: 1ª unidade: Metais e Ligas Metálicas Química 12º ano 12ºC