O transporte de massa em catalisadores pode ser avaliado experimentalmente variando-se o tamanho da partícula, a massa de catalisador e a vazão dos gases. Entretanto, os fundamentos teóricos que descrevem estes fenômenos baseiam-se em correlações adimensionais. Em relação aos números adimensionais, utilizados para descrever tais fenômenos de transferência de massa em catalisadores, assinale a alternativa correta.

Uma reação irreversível de decomposição A → R de segunda ordem, em fase gasosa, foi realizada em um reator fechado com pistão sem atrito. Inicialmente, introduziu-se A puro a 400 K e, após 120 minutos, verificou-se que a pressão inicial permaneceu constante, igual a 1,2 atm; entretanto, o volume final quadruplicou. Qual o valor da taxa de reação para uma conversão de 60%, sabendo-se que k = 0,02 L/mol.min?

Ao levantar dados cinéticos, o primeiro passo para uma experiência bem sucedida é o diagnóstico dos fenômenos de transferência de massa que possam mascarar os resultados. Gradientes de concentração no exterior e interior da partícula de catalisador podem influenciar a atividade catalítica e a distribuição dos produtos. Deve-se sempre trabalhar em condições fora do regime de transferência de massa ou que minimizem ao máximo estes fenômenos. Experimentalmente, essas condições podem ser obtidas avaliando-se alguns dados levantados no laboratório. Gráficos típicos para este fim são apresentados a seguir. Observe.

Em relação aos gráficos, é correto afirmar que

Uma reação irreversível de segunda ordem do tipo A + B → produtos ocorre em um sistema com volume constante, partindo-se de concentrações iniciais dos reagentes A e B de 0,4 mol/L. Qual o valor da constante específica de velocidade, sabendo-se que a concentração final do reagente A equivale a 3/5 da concentração inicial e que esse consumo se deu em 40 minutos de reação?

Na microscopia eletrônica de transmissão (MET), um feixe de elétrons acelerado por alta tensão atravessa e interage com uma amostra transparente aos elétrons. Na MET, diferentes tipos de interação com a amostra definem diversos tipos de imagem e contraste. Sobre a MET, analise.

I. As amostras utilizadas em MET devem ter espessura de 50 a 500 nm, dependendo do material e da tensão de aceleração utilizada.

II. A posição da abertura colocada no plano focal posterior da lente objetiva determina a formação de imagem em campo claro ou campo escuro.

III. No contraste de amplitude, as áreas das amostras mais espessas ou mais densas espalham mais elétrons e aparecem mais escuras na imagem.

IV. Na imagem de campo escuro, os pontos claros são aqueles em que os planos estão nos ângulos de Bragg, contendo informação específica sobre a orientação cristalográfica.

Estão corretas as afirmativas

Existem diversos modelos teóricos para interpretar os fenômenos de adsorção/dessorção. Um dos modelos de adsorção de gases em sólidos é o modelo de Langmuir, que descreve a adsorção simples através da equação \( θ_A=\dfrac{K_AP_A}{1+K_AP_A} \) onde \( θ \)_A é a fração de sítios ocupados pela molécula A; P_A é a pressão parcial de A e K_A é a constante de equilíbrio de adsorção. Sobre o modelo da Langmuir, assinale a afirmativa INCORRETA.

Os nanotubos de carbono têm sido largamente empregados como suporte de catalisadores devido à alta área específica e propriedades eletrônicas únicas. Os nanotubos de carbono podem ser caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). A figura 1 apresenta uma micrografia eletrônica de varredura de feixes de nanotubos de carbono de parede simples, e a figura 2, uma micrografia eletrônica de transmissão. Observe.

Através das análises de MEV e MET dos nanotubos de carbono são obtidas algumas informações. Analise-as.

I. Distinção entre nanotubos de carbono e filamentos de carbono.

II. Avaliação do rendimento de nanotubos (indicação da pureza dos nanotubos).

III. Diâmetro dos nanotubos de carbono.

IV. Número de tubos num feixe de nanotubos de carbono.

Quais das informações citadas podem ser obtidas por MEV?

Uma das causas de desativação de catalisadores heterogêneos é a deposição de resíduos carbonáceos, comumente denominados de coque. A caracterização do coque, formado sobre a superfície catalítica, pode ser realizada através da técnica de oxidação à temperatura programada. Essa técnica permite obter informações sobre a

I. quantidade de coque depositado sobre o catalisador.

II. morfologia do coque.

III. localização do coque sobre a superfície catalítica (sobre a fase metálica ou sobre o suporte).

IV. cinética de oxidação do coque.

Estão corretas as alternativas

Na microscopia eletrônica de varredura, um feixe de elétrons incide sobre a amostra provocando emissão de vários tipos de radiação, que incluem os elétrons secundários, elétrons retroespalhados e raios-x característicos. Esses sinais podem ser utilizados para fornecer diferentes informações sobre a amostra. Sobre microscopia eletrônica de varredura, assinale a afirmativa INCORRETA.

A equação básica para descrição fenomenológica da reflexão difusa é a equação de transferência de radiação dada por \( -\dfrac{1}{kp}\dfrac{dl}{dS}=I-jk, \) onde I é a intensidade da luz de um dado comprimento de onda; \( \dfrac{dI}{dS} \) é a variação da intensidade com caminho ótico; ρ é a densidade do meio; k é um coeficiente de atenuação, e j é a função espalhamento. Esta equação na catálise é comumente utilizada em sua forma simplificada, com base na função de Schuster-Kubelka-Munk (S-K-M), que descreve o fluxo de luz incidente e espalhada como 2 fluxos perpendiculares à superfície da amostra, na forma de pó, porém em direções opostas. São hipóteses para a teoria de S-K-M ser válida

I. irradiação da amostra, na forma de pó, por uma radiação monocromática.

II. espalhamento de luz isotrópico.

III. espessura finita da camada.

IV. distribuição uniforme dos íons de metais de transição.

V. presença de fluorescência.

Estão corretas as alternativas