• Il Progetto
  • Indice Chimica Online
  • Cookie Policy
  • Privacy
venerdì, Marzo 31, 2023
Nessun risultato
Visualizza tutti i risultati
  • Home
  • Indice
  • Chimica
    • Chimica Analitica
    • Chimica Fisica
      • Termodinamica
      • Elettrochimica
    • Chimica Generale
    • Chimica Organica
  • Fisica
  • Stechiometria
  • Tutto è Chimica
  • Quiz
    • Quiz Chimica Generale
    • Quiz Chimica Organica
    • Quiz Stechiometria
    • Test di Ammissione
  • Biochimica
  • News
Nessun risultato
Visualizza tutti i risultati
Home Chimica

Esame cinetico di una reazione industriale

di Chimicamo
4 Luglio 2021
in Chimica, Chimica Generale
A A
0

Esame cinetico di una reazione industriale-chimicamo

Esame cinetico di una reazione industriale-chimicamo

Dopo aver esaminato l'aspetto termodinamico della reazione al fine di determinare se la reazione avviene spontaneamente tramite la variazione dell'energia libera di Gibbs e aver studiato le probabilità di successo a causa delle condizioni di equilibrio favorevoli bisogna passare all'esame cinetico.

Anche nel caso in cui l'equilibrio sia favorevole, la termodinamica non può fornire, infatti, gli elementi per stabilire se la velocità con cui si raggiungono le condizioni di equilibrio sia sufficientemente elevata da permetterne l'applicazione industriale.

Nella chimica del processo, in cui il successo tecnico ed economico costituiscono l'obiettivo principale, è essenziale che la reazione abbia luogo con velocità sufficientemente elevata e tale da non richiedere apparecchi di reazione particolarmente grandi e costosi. Inoltre la velocità della reazione principale deve essere di gran lunga superiore a quella delle reazioni concorrenti e consecutive. In questo modo  la selettività nel prodotto desiderato deve essere elevata e la separazione dalla miscela di reazione non  particolarmente complessa.

ADVERTISEMENTS

Il limite dei vantaggi ottenibili mediante il miglioramento della velocità di reazione è posto dal raggiungimento delle condizioni di equilibrio. Quindi è essenziale conoscere, in ogni particolare condizione, quando la reazione è controllata dalla cinetica o dalla termodinamica. Come tipici esempi si possono citare la sintesi del metanolo e la sintesi dell'ammoniaca in cui l'aumento della temperatura favorisce la cinetica di reazione ma sfavorisce l'equilibrio per la formazione dei prodotti e viceversa.

Studio del meccanismo

Quando si studia una nuova sintesi di un prodotto, l'esame cinetico della reazione porta a intraprendere un'analisi dettagliata per l'identificazione del meccanismo non solo della principale, ma anche delle reazioni parallele e successive. Questo studio  si rende necessario al fine di identificare quali siano i processi elementari che controllano le velocità delle varie reazioni.

La loro conoscenza può permettere di apportare opportune modifiche al sistema di reazione, per influire sulle velocità relative. Lo scopo è  favorire la formazione del prodotto desiderato a scapito dei sottoprodotti.

Una indagine dettagliata, di per sé molto complessa, è resa talvolta più difficile dalla presenza di catalizzatori e di solventi. Richiede l'ausilio delle tecniche più aggiornate, unita a una valutazione critica dei dati fondata sulle più moderne conoscenze della chimica teorica.

Ovviamente è necessario servirsi dei metodi analitici più idonei per le determinazioni quantitative del prodotto principale. Spesso un notevole avanzamento nelle conoscenze è raggiunto solo con l'identificazione dei sottoprodotti. Ed è in quella sede che le tecniche analitiche più avanzate risultano essere particolarmente utili.

LEGGI ANCHE   Attività dei metalli

Dopo la separazione è determinata la struttura molecolare dei sottoprodotti con l'uso combinato di tecniche analitiche strumentali.

Sotto altri aspetti lo studio di meccanismo può comportare l'uso di tecniche isotopiche e, nelle reazioni che avvengono con meccanismo radicalico si è dimostrata particolarmente utile la spettroscopia di risonanza di spin elettronico. Una caratteristica fondamentale di queste tecniche è la rapidità con cui si possono ottenere le informazioni desiderate rispetto ai metodi analitici classici.

Reattori

Dove la cinetica trova la più importante applicazione è nella progettazione dei reattori, a tal fine è necessario disporre di un notevole numero di dati comprendenti, oltre alla velocità di reazione, la sua dipendenza dalla concentrazione o dalla pressione totale o parziale dei componenti, dalla temperatura e dal grado di conversione, nonché le varie condizioni limitanti, come l'instabilità termica dei reagenti o dei prodotti, l'effetto delle reazioni secondarie e i limiti imposti dall'equilibrio termodinamico.

In un reattore industriale la reazione deve procedere con una velocità controllata, fino a una certa conversione, che può essere necessario variare entro determinati limiti. Deve essere inoltre possibile variare le condizioni di alimentazione dei reagenti senza variare la composizione dell'effluente.

Applicazione industriale

I problemi che sorgono nell'applicazione industriale sono di natura diversa.

Essi sono:

1)      le nozioni di cui è necessario poter disporre debbono essere più precise e dettagliate per garantire una costanza notevole di funzionamento. In laboratorio può non fare molta differenza se il tempo di una reazione è di 30 o 35 minuti, ma a livello industriale una perdita del 15% è disastrosa. Una volta che il prodotto industriale sia stato separato dai sottoprodotti, questi ultimi non possono essere gettati; pertanto non è sufficiente sapere che il prodotto principale si ottiene, ad esempio, con una selettività del 60%. Infatti  è necessario conoscere anche che cosa fare del restante 40%

2)      le reazione deve essere effettuata secondo un criterio di economicità: ciò significa che la velocità di reazione deve essere elevata. Oltre alle difficoltà insite nel controllo delle condizioni caratteristiche di situazioni con alta velocità di reazione in impianti su larga scala, ulteriori notevoli problemi si hanno quando debbano essere usati dei catalizzatori e sia necessario operare a pressioni e temperature elevate

3)      l'aumento delle dimensioni del  sistema di reazione ne rende più difficile il controllo; in generale il passaggio di scala costituisce uno dei più grossi problemi da affrontare nella realizzazione di un processo industriale. Agli ingegneri chimici la scelta e il disegno del reattore

Ti potrebbe interessare

  • Teorema di Nernst ed estensione di Planck
  • Tensione di vapore: aspetti termodinamici
  • Spontaneità di una reazione esercizi
  • Spontaneità di un processo
  • Spontaneità delle reazioni biologiche. Esercizi
Tags: energia libera di Gibbssintesi del metanolosintesi dell'ammoniaca

Se vuoi inviare un esercizio clicca QUI



Chimicamo

Chimicamo

Maurizia Gagliano, Dottore in Chimica e Docente. Massimiliano Balzano, Dottore in Scienza e Ingegneria dei Materiali.

Altri Articoli

cristalli liquidi dispersi in polimeri

Cristalli liquidi dispersi in polimeri

di Massimiliano Balzano
26 Marzo 2023
0

I cristalli liquidi dispersi in polimeri (PDLC) sono materiali compositi utilizzati per una varietà di applicazioni che vanno dai display...

Crema antiacne fatta in casa

Crema antiacne fatta in casa

di Maurizia Gagliano
26 Marzo 2023
0

Crema antiacne fatta in casa? In caso di acne lieve si può realizzare una crema antiacne fatta in casa. In...

Dispersità

Dispersità

di Massimiliano Balzano
25 Marzo 2023
0

La dispersità Đ in passato indicata come indice di polidispersione (PDI) è utilizzata come misura dell'uniformità di distribuzione dei pesi...

Fibre di vetro-composizione e proprietà

Fibre di vetro-composizione e proprietà

di Massimiliano Balzano
24 Marzo 2023
0

Le fibre di vetro sono materiali estremamente sottili utilizzate nella produzione di isolanti e tessuti. Nel 1932 lo statunitense Dale...

Visualizza altri articoli

Ricerca su Chimicamo

Nessun risultato
Visualizza tutti i risultati

Categorie

  • Biochimica
  • Chimica
  • Chimica Analitica
  • Chimica Fisica
  • Chimica Generale
  • Chimica Organica
  • Elettrochimica
  • Fisica
  • News
  • Quiz
  • Quiz Chimica Generale
  • Quiz Chimica Organica
  • Quiz Stechiometria
  • Stechiometria
  • Termodinamica
  • Test di Ammissione
  • Tutto è Chimica
  • Video

Chimicamo su Rai Tre

YouTube video
Facebook Twitter Instagram

Il Progetto Chimicamo

Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

Nessun risultato
Visualizza tutti i risultati
Privacy Policy
Cambia impostazioni Privacy
Le foto presenti su chimicamo.org sono state in larga parte prese da Internet e quindi valutate di pubblico dominio. Se i soggetti o gli autori avessero qualcosa in contrario alla pubblicazione, lo possono segnalare alla redazione (tramite e-mail: info[@]chimicamo.org) che provvederà prontamente alla rimozione delle immagini utilizzate.

Se vuoi inviare un esercizio clicca QUI


Chimicamo sul Web:
Wikipedia
SosMatematica
Eurofins-technologies.com
Cronache della Campania

Post Recenti

  • Macchie sulla pelle. Rimedi casalinghi 30 Marzo 2023
  • Olefine- Chimica organica 30 Marzo 2023
  • Carburanti sintetici- e-fuels- Chimica 29 Marzo 2023

© Copyright 2023 - Chimicamo - P.iva 09819971210

Nessun risultato
Visualizza tutti i risultati
  • Home
  • Indice
  • Chimica
    • Chimica Analitica
    • Chimica Fisica
      • Termodinamica
      • Elettrochimica
    • Chimica Generale
    • Chimica Organica
  • Fisica
  • Stechiometria
  • Tutto è Chimica
  • Quiz
    • Quiz Chimica Generale
    • Quiz Chimica Organica
    • Quiz Stechiometria
    • Test di Ammissione
  • Biochimica
  • News

© Copyright 2023 - Chimicamo - P.iva 09819971210