Processo Químico

Definição de Processo Químico

Os processos químicos, físicos e biológicos podem ser vistos como reações de equilíbrio reversíveis ou reações cinéticas unidirecionais irreversíveis.

Um processo químico é um processo no qual produtos químicos ou compostos químicos são alterados com a ajuda de reações químicas.

O processo químico pode ocorrer quando dois compostos entram em contato um com o outro ou pode ocorrer com a ajuda de qualquer agente químico.

A composição química dos produtos químicos ou materiais muda em um processo químico.

O que é

Um processo químico é qualquer atividade industrial ou de laboratório em que os produtos são reagidos quimicamente entre si para formar novos produtos.

As reações alteram a estrutura das moléculas do produto, em vez de adicioná-las em um processo de mistura.

As misturas podem resultar dessas atividades, mas ocorreu uma alteração química em um ou mais dos materiais reagidos.

Os projetos de processos geralmente envolvem a construção de moléculas maiores a partir de moléculas menores encontradas em matérias-primas.

Algumas reações podem quebrar moléculas maiores e reorganizá-las de maneiras diferentes para produzir um produto final.

Múltiplas reações podem ser necessárias para produzir uma molécula desejada e podem incluir matérias-primas adicionais ou mudanças de temperatura ou pressão para causar a formação de diferentes produtos.

Um processo pode ser uma única etapa de reação ou uma operação industrial que cria produtos químicos acabados em larga escala.

Os produtos químicos são produzidos pela primeira vez em equipamentos de escala laboratorial, tanto para confirmar as etapas necessárias quanto para ajustar as temperaturas e pressões da reação frequentemente necessárias para que as reações ocorram.

Muitos processos químicos industriais ocorrem em altas temperaturas e/ou pressões, mas com menos frequência, as reações podem ocorrer em pressões muito baixas ou no vácuo, ou em temperaturas muito baixas.

Catalisadores podem ser usados para auxiliar a reação química ao projetar um processo químico. Estes são produtos que aceleram ou aceleram a reação, produzem mais do produto final desejado do que outros subprodutos ou, em alguns casos, permitem que as reações ocorram a temperaturas ou pressões mais baixas para reduzir custos. Vasos de reação de alta pressão ou temperatura podem ser caros de fabricar, portanto, um catalisador pode ser importante ao projetar plantas químicas.

Testes em plantas piloto ou operações em pequena escala podem ser o próximo passo no design do processo.

Os tempos de reação, temperaturas e pressões devem ser revisados e otimizados para produzir os produtos químicos corretos e reduzir os resíduos. Os produtos devem ser separados e purificados em etapas adicionais, e reações adicionais podem ser necessárias antes que um produto final seja produzido. Os resíduos devem ser determinados e encontrar maneiras de neutralizá-los ou descartá-los para minimizar os problemas ambientais.

O teste da planta piloto é importante, porque alguns testes de laboratório não funcionam corretamente quando executados em equipamentos maiores e podem ser necessárias alterações no projeto antes da construção de uma planta em grande escala.

Um processo químico industrial em larga escala pode levar anos para ser construído com grandes custos; portanto, é preciso tomar cuidado para verificar todos os equipamentos e requisitos de controle de processo antes do início da construção.

As fábricas de produtos químicos requerem o fornecimento de matérias-primas por trem ou caminhão, usando tanques para líquidos, cilindros ou vasos de alta pressão para gases e espaço de armazenamento para sacos ou tambores. São necessários tanques ou torres de reação para produzir os produtos acabados brutos ou não purificados, e toda tubulação, elétrica e instrumentação deve ser projetada para conectar todas as partes do processo.

Os projetos de processos químicos incluem métodos para separar e reciclar matérias-primas não utilizadas de volta à frente do processo para reduzir o desperdício e os custos operacionais.

Quando os produtos acabados são purificados e separados do fluxo de processo químico, pode ser necessário armazenamento até serem enviados aos clientes. Isso pode incluir tanques adicionais para líquidos, cilindros para gases e armazenamento para tambores ou bolsas, e alguns produtos podem ter temperaturas ou condições de armazenamento específicas para manter a qualidade e evitar problemas de segurança.

Um fabricante pode ter caminhões ou carros-tanque disponíveis para enviar grandes quantidades aos clientes, e essas frotas podem ser de propriedade ou arrendadas.

Cada reação em um processo químico é uma etapa, e muitas podem ser combinadas em uma cadeia complexa de eventos chamada planta química.

Engenheiros de processo químico e projetistas de plantas consideram cuidadosamente a interação de todas as etapas para criar uma operação eficiente.

Qualidade do produto, eficiência energética e minimização de resíduos são todos cuidadosamente considerados no design do processo e são essenciais para produzir uma operação química lucrativa.

Qual é a diferença entre um processo químico e um processo físico em química?

Não há diferença real entre um processo químico e um processo físico em química.

Alguns professores de química gostam de definir um processo químico como qualquer processo que envolva uma reação química e todos os outros processos como processos físicos.

Segundo esses professores, coisas como queima de combustíveis são processos químicos e coisas como dissolver sal em água ou congelar água em gelo são processos físicos.

Mas essa distinção é realmente arbitrária e não fundamental.

Embora esses professores possam fazer essa distinção com a boa intenção de ensinar aos alunos, eles realmente estão preparando os alunos para serem confundidos a longo prazo.

Todos os processos que envolvem a interação de átomos são químicos. Dissolver sal na água é uma reação química. Você começa com dois reagentes distintos (sal e água), faz com que os átomos se liguem de novas maneiras (cada íon sal se liga a uma multidão de moléculas de água) e um novo produto químico é formado (água salgada). Típico de todas as reações químicas, o calor é trocado com o meio ambiente como parte do processo.

A dissolução de sal na água pode não ser tão glamourosa quanto explodir um balão cheio de hidrogênio, mas ainda é uma reação química.

Mesmo processos simples como mudanças de fase (sólido para líquido, líquido para gás, etc.) são realmente de natureza química.

No processo de congelamento no gelo, as moléculas na água líquida começam em uma configuração, formam ligações à medida que assumem a nova configuração e liberam energia no processo.

Alguns professores não gostam de tratar mudanças de fase como reações químicas, porque as equações químicas básicas não são muito úteis para ensinar os alunos.

Por exemplo, a equação química básica para o congelamento da água no gelo é: H₂0  H₂0. Esta equação é enganosa. Parece implicar que nada está acontecendo.

Por esse motivo, alguns podem pensar que as mudanças de fase realmente não contam.

Mas uma equação química mais detalhada é mais esclarecedora: H20 (líquido) – calor H20 (sólido). A flecha contém a formação de ligações estáveis de hidrogênio entre as moléculas de água após a remoção de energia (a energia é sempre liberada quando as ligações químicas são formadas).

A formação de ligações é a principal característica das reações químicas.

De fato, praticamente todas as experiências cotidianas com as quais estamos familiarizados são de natureza fundamentalmente química.

Chutar uma bola de futebol, trocar de marcha em uma bicicleta, cantar e escrever palavras no papel são todos descritos no nível fundamental como a interação dos átomos.

No nível fundamental, os únicos processos que não são de natureza química são processos gravitacionais e processos de partículas nucleares/subatômicas.

Além disso, o termo “processo físico” é tão vago que é inútil. Todo processo observável no universo é físico. As únicas coisas no universo que não são físicas são conceitos abstratos, como amor e fé. Todos os processos químicos são físicos, assim como todos os processos biológicos, geológicos, astronômicos, gravitacionais, subatômicos e nucleares.

O livro “Equívocos em Química”, de Hans-Dieter Barke, afirma:

É tradicional nas aulas de química separar reações químicas de processos físicos. A formação de sulfetos metálicos a partir de seus elementos, liberando energia, é descrita em todos os casos como uma reação química. Por outro lado, a dissolução de substâncias na água é freqüentemente vista como um “processo físico”, porque a matéria “na verdade não muda”, a substância dissolvida pode ser recuperada em sua forma original por meio de procedimentos de separação “físicos”. Se alguém toma hidróxido de sódio e o dissolve em um pouco de água, uma solução incolor aparece e libera calor; a solução conduz eletricidade e produz um alto valor de pH. Os alunos críticos consideram essa solução um material novo e a produção de calor mostra uma reação exotérmica. A partir deste exemplo, pode-se ver que não faz sentido separar a transformação da matéria em processos “químicos” e “físicos”. Se, rotineiramente, continuarmos fazendo isso no sentido de “sempre fizemos dessa maneira”, surgirão equívocos automáticos feitos na escola, com base no ensino de tradições na escola.

Processo químico

Fonte: chemistry.stackexchange.com/www.petropedia.com/www.acs.org/www.wisegeek.org/www.vocabulary.com/www.thefreedictionary.com/wtamu.edu/www.education.vic.gov.au