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ESERCITAZIONI DI CHIMICA INDUSTRIALE – PROF. ENRICO TRONCONI ESERCITAZIONE 7 – Cinetica di Processo in Regime Chimico CINETICA REDOX La reazione di abbattimento catalitico selettivo degli ossidi di azoto (NH3-SCR) è fondamentale per contenere le emissioni dei motori Diesel e, più in generale, lean -burn. Si tratta di una reazione catalitica redox, generalmente condotta su zeoliti scambiate con Fe o Cu oppure su catalizzatori a base di vanadio (V2O5/WO3- TiO2). Trattandosi di una reazione redox, è po ssibile immaginare il meccanismo di reazione come composto da due parti: un emiciclo di riduzione, nel quale NO e NH 3 vengono convertiti in N 2 e H2O riducendo il sito catalitico, e un emiciclo di ossidazione dove O 2 e H2O riportano il sito catalitico al su o stato di ossidazione originario. Schematicamente: riduzione: NO + NH3 + S-OH → N2 + 2 H2O + S dove S-OH è il sito ossidato e S il sito ridotto (1) ossidazione: S + ¼ O2 + ½ H2O → S-OH (2) totale: NO + NH3 + ¼ O2 → N2 + 3/2 H2O (3) Si ipotizzi di poter scrivere le velocità di reazione per i due emicicli come segue: 𝑟𝑟𝑖𝑑 = 𝑘𝑟𝑖𝑑𝑝𝑁𝑂𝜎𝑆−𝑂𝐻 𝑚 𝑟𝑜𝑥 = 𝑘𝑜𝑥𝑝𝑂2 1/2𝜎𝑆 dove σS-OH e σS sono rispettivamente le frazioni di siti ossidati e ridotti sul catalizzatore: vale: 1 = σS-OH + σS I dati forniti nella seguente tabella si riferiscono ad una prova cinetica di riduzione del catalizzatore condotto alla temperatura costante di 200 °C (P = 1 atm) ad una concentrazione di NO pari a 500 ppm in un reattore differenziale (si possono quindi considerare costanti le concentrazioni dei reagenti gassosi): time, s 0 29.4 71.1 137.8 227.7 σS-OH, - 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 Sulla base di questi dati si chiede di: 1) stimare l’ordine di reazione m rispetto alla frazione dei siti ossidati per la reazione di riduzione (1); 2) determinare lo stato di…