Graduação
  1. Química Geral  1.1. Introdução à Química  1.2. Estrutura Atômica  1.2.1. Partículas subatômicas  1.2.2. Modelo Atômico  1.2.3. Números quânticos  1.2.4. Configuração Eletrônica  1.2.5. Tendências periódicas  1.2.6. Isótopos e suas aplicações  1.3. Ligação Química  1.3.1. Ligação iônica  1.3.2. Ligações covalentes  1.3.3. Ligação Metálica  1.3.4. Hibridização  1.3.5. Geometria molecular e teoria VSEPR  1.3.6. Polaridade de ligação e momento dipolar  1.4. Estequiometria  1.4.1. Conceito de mol  1.4.2. Fórmula empírica e molecular  1.4.3. Reagente limitante e reagente em excesso  1.4.4. Rendimento Percentual e Pureza  1.4.5. Cálculo de diluição  1.5. Estados da Matéria  1.5.1. Leis dos Gases  1.5.2. Matéria e Forças Intermoleculares  1.5.3. Estruturas Sólidas e Cristalinas  1.5.4. Diagrama de fases  1.5.5. Plasma e fluido supercrítico  1.6. Reações químicas  1.6.1. Tipos de Reações Químicas  1.6.2. Balanceamento de Equações Químicas  1.6.3. Reações termoquímicas  1.6.4. Perfis de energia de reação  1.7. Soluções e Misturas  1.7.1. Unidades de concentração  1.7.2. Propriedades do síndrome  1.7.3. Solubilidade e Regras de Solubilidade  1.7.4. Lei de Henry e Lei de Raoult  1.7.5. Coeficiente de partição  1.8. Equilíbrio químico  1.8.1. Lei da ação das massas  1.8.2. Princípio de Le Chatelier  1.8.3. Quociente de reação  1.8.4. Para usar esta calculadora online para Constante de Equilíbrio, insira a Constante de Equilíbrio (Eq.) e pressione o botão calcular. Aqui está como o cálculo da Constante de Equilíbrio pode ser explicado com os valores de entrada fornecidos -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Balanço ácido-base  1.9. Ácidos e bases  1.9.1. Definições de Arrhenius, Brønsted–Lowry e Lewis  1.9.2. pH e pOH  1.9.3. Titulação ácido-base  1.9.4. Solução Tampão  1.9.5. Indicador ácido-base  1.9.6. Ácidos e Bases Polipróticos  1.10. Eletroquímica  1.10.1. reações redox  1.10.2. Células Galvânicas e Eletrolíticas  1.10.3. Equação de Nernst  1.10.4. Eletrolise  1.10.5. Leis de Faraday da eletrólise  1.11. Termodinâmica  1.11.1. Leis da Termodinâmica  1.11.2. Entalpia, entropia e energia livre de Gibbs  1.11.3. Espontaneidade das reações  1.11.4. Ciclos termodinâmicos (Lei de Hess, Ciclo de Carnot)  1.12. Cinética  1.12.1. Lei de velocidade e ordem de reação  1.12.2. Energia de Ativação e Catalisador  1.12.3. Teoria das colisões  1.12.4. Mecanismo de reação  1.12.5. Teoria do estado de transição
  2. Química orgânica  2.1. Estrutura e relações  2.1.1. Hybridisation in Carbon Compounds  2.1.2. Ressonância e aromatização  2.1.3. Molecular orbitals  2.1.4. Efeitos indutivo e mesomérico  2.2. Hidrocarbonetos  2.2.1. Hidrocarbonetos  2.2.2. Alquenos  2.2.3. Alquinos  2.2.4. Compostos aromáticos  2.2.5. Cicloalcanos e Conformação  2.3. Grupo Funcional  2.3.1. Álcoois e fenóis  2.3.2. Éteres e epóxidos  2.3.3. Aldeído e cetona  2.3.4. Ácidos carboxílicos e derivados  2.3.5. Amina  2.3.6. Ésteres e amidas  2.3.7. Tióis e Sulfetos  2.4. Estereoscópico  2.4.1. Isomerismo em Estereoquímica  2.4.2. Quiralidade e atividade óptica  2.4.3. Análise Estrutural  2.4.4. Diastereômeros e Enantiômeros  2.5.1. Reações de substituição  2.5.2. Reações de eliminação  2.5.3. Reações de Adição  2.5.4. Reações Radicais  2.5.5. Reações de rearranjo  2.5.6. Reações Pericíclicas  2.6. Espectroscopia e análise estrutural  2.6.1. Espectroscopia Infravermelha  2.6.2. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  2.6.3. Espectrometria de Massas  2.6.4. Espectroscopia UV-visível  2.6.5. Cristalografia de raios X  2.7. Química de polímeros  2.7.1. Polímeros de Adição e Condensação  2.7.2. Mecanismo de polimerização  2.7.3. Polímero Biodegradável  2.7.4. Polímeros condutores e inteligentes
  3. Química inorgânica  3.1. Química de Coordenação  3.1.1. Ligantes e compostos de coordenação  3.1.2. Teoria do campo cristalino  3.1.3. Teoria do Orbital Molecular em Compostos de Coordenação  3.1.4. Distorsão de Jahn–Teller  3.2. Química do Grupo Principal  3.2.1. Metais alcalinos e alcalino-terrosos  3.2.2. Halogênios e Gases Nobres  3.2.3. Metais de transição e seus complexos  3.2.4. Lantanídeos e Actinídeos  3.3. Química do estado sólido  3.3.1. Redes cristalinas e células unitárias  3.3.2. Defeitos em sólidos  3.3.3. Propriedades elétricas e magnéticas  3.3.4. Supercondutividade  3.4. Química bioinorgânica  3.4.1. Íons metálicos na biologia  3.4.2. Reações enzimáticas com metais  3.4.3. Intoxicação por metais e desintoxicação  3.4.4. Metaloproteínas e Metaloenzimas
  4. Química física  4.1. Química Quântica  4.1.1. Dualidade onda-partícula  4.1.2. Equação de Schrödinger  4.1.3. Números Quânticos e Orbitais  4.1.4. Espectroscopia atômica e molecular  4.2. Mecânica estatística  4.2.1. Distribuição de Maxwell–Boltzmann  4.2.2. Funções de partição  4.2.3. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  4.3. Termodinâmica Química  4.3.1. Energia Livre de Gibbs  4.3.2. Transição de fase  4.3.3. Eficiência termodinâmica  4.4. Química de superfícies  4.4.1. Absorção e Catálise  4.4.2. Coloides e Emulsões
  5. Química Analítica  5.1. Métodos clássicos  5.1.1. Análise Gravimétrica  5.1.2. titritrimetria  5.2. Métodos instrumentais  5.2.1. Cromatografia  5.2.2. Espectroscopia  5.2.3. Métodos Eletroanalíticos  5.2.4. Difração de raios X
  6. Química Industrial  6.1. Petroquímica  6.2. Princípios de engenharia química  6.3. Química Verde  6.4. Produtos Farmacêuticos e Síntese de Medicamentos
  7. Bioquímica  7.1. Carbohydrates  7.2. Proteínas e enzimas  7.3. Lipídios e membranas  7.4. Ácidos nucleicos  7.5. Metabolismo e Bioenergética  7.6. Cinética enzimática e mecanismo

Graduação → Química Industrial ↓


Princípios de engenharia química


A engenharia química é uma disciplina importante na química industrial, concentrando-se principalmente na transformação de matérias-primas em produtos valiosos através de processos químicos, físicos ou biológicos. Em um programa de química de graduação, compreender os princípios da engenharia química é essencial, pois estabelece as bases para aplicações industriais que exigem conhecimento de design de processos e operação de sistemas.

Papel da engenharia química na química industrial

Engenheiros químicos são responsáveis por projetar, otimizar e operar os processos que transformam matérias-primas em produtos finais. Esses processos são tornados eficientes, econômicos e seguros através da compreensão de vários princípios, como termodinâmica, dinâmica de fluidos, transferência de calor e massa, cinética química e controle de processo.

Principais princípios da engenharia química

1. Termodinâmica

A termodinâmica lida com transformações de energia e os estados físicos dos materiais durante processos químicos. Na química industrial, utilizamos as leis da termodinâmica para entender como a energia é usada em reações e como tornar os processos energeticamente eficientes.

Por exemplo, a primeira lei da termodinâmica, ou lei da conservação de energia, afirma que a energia não pode ser criada ou destruída, mas pode ser convertida de uma forma para outra. Esse princípio é importante para projetar processos que minimizam o desperdício de energia.

2. Dinâmica de fluidos

A dinâmica de fluidos envolve o estudo de fluidos em movimento (líquidos e gases). Compreender o fluxo de fluidos é importante para projetar equipamentos, como tubulações, reatores e bombas. Processos industriais, como o transporte de reagentes e produtos, dependem fortemente da dinâmica de fluidos.

Fluxo de Tubulação

3. Transferência de calor

A transferência de calor é o processo de transferir energia térmica de um corpo ou substância para outro. É um aspecto importante da engenharia química, usado para fins como aquecimento, resfriamento ou manutenção de certas temperaturas em reatores.

Considere um trocador de calor, um dispositivo industrial importante que usa os princípios de transferência de calor para transferir calor de um fluido quente para um fluido frio, sem misturar os dois. Um trocador de calor pode ser representado como:

Entrada Quente Saída Quente Entrada Fria Saída Fria

4. Transferência de massa

A transferência de massa envolve o movimento de massa de um local para outro, comumente vista em processos como destilação, extração e secagem. Engenheiros químicos projetam equipamentos e processos que otimizam a transferência de massa para aumentar a eficiência e o rendimento do produto.

5. Cinética química

A cinética química estuda a taxa de reações e como ela é afetada por vários fatores, como temperatura, pressão e concentração. Compreender a cinética é importante para o projeto de reatores em química industrial e otimização das condições de reação, tornando os processos mais eficientes.

Por exemplo, aumentar a temperatura frequentemente aumenta a taxa de reação porque mais energia está disponível para colisões entre moléculas reagentes. A equação da taxa para a reação simples A -> B é dada como:

r = k[a]

6. Controle de processos e instrumentação

O controle de processo envolve a regulamentação de condições como temperatura, pressão e taxas de fluxo durante a produção química para garantir segurança e eficiência. A instrumentação fornece os dados necessários utilizando sensores e outros dispositivos para monitorar os parâmetros do processo.

Medidor de Vazão

Aplicações na química industrial

A química industrial envolve processos químicos em larga escala, onde princípios de engenharia química são aplicados para produzir uma ampla gama de produtos, como petroquímicos, produtos farmacêuticos, polímeros e produtos alimentícios. Cada uma dessas indústrias utiliza princípios de engenharia química de maneiras únicas e personalizadas para melhorar a eficiência e a qualidade dos produtos, reduzindo custos e o impacto ambiental.

Exemplo: síntese de amônia

A síntese de amônia pelo processo Haber-Bosch é um exemplo clássico da aplicação dos princípios da engenharia química. Este processo combina nitrogênio e hidrogênio diretamente sob alta temperatura e pressão para produzir amônia, precursora de fertilizantes.

N 2 + 3H 2 ⇌ 2NH 3

Os principais pontos neste processo são os seguintes:

  • Termodinâmica: O equilíbrio de uma reação é afetado pela temperatura e pressão.
  • Cinética: Catalisadores são usados para aumentar a taxa de reação.
  • Transferência de calor e massa: Design eficiente para otimizar essas transferências para reduzir custos de energia e aumentar o rendimento.

Exemplo: refino de petróleo

O refino de petróleo é outro processo complexo que requer uma compreensão abrangente dos princípios da engenharia química. Envolve a separação do petróleo bruto e sua conversão em produtos úteis, como gasolina, diesel e lubrificantes. Os seguintes são usados no processo de refino:

  • Destilação (transferência de massa): Separa componentes com base no ponto de ebulição.
  • Craqueamento (cinética química): quebra hidrocarbonetos maiores em menores e mais úteis.
  • Troca de calor: envolve vários processos de transferência de calor para reciclar energia.

Conclusão

Compreender os princípios da engenharia química é essencial para químicos que trabalham em ambientes industriais. Esses princípios orientam o design e a operação de processos químicos, garantindo que sejam seguros, eficientes e sustentáveis. Desde a conservação de energia na termodinâmica até as complexidades do controle de processos, a sinergia desses princípios ajuda a impulsionar a inovação industrial em muitos campos.


Graduação → 6.2


U
username
0%
concluído em Graduação

← Anterior (6.1)
Petroquímica
Próximo (6.3) →
Química Verde

Comentários 



Princípios de engenharia química

https://www.chemistryelite.com/ug/6.2?ceal=pt