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Questão FC287544

A figura apresenta os perfis de TPD de CO em catalisador Cu/CeO2, em que os produtos da dessorção (H2, CO e CO2) foram monitorados por espectrômetro de massas. Observe. (Catálise h

Química

IDECAN · 2012

A figura apresenta os perfis de TPD de CO em catalisador Cu/CeO2, em que os produtos da dessorção (H2, CO e CO2) foram monitorados por espectrômetro de massas. Observe.

 

(Catálise heterogênea, M. Schmal, Ed. Synergia. 2011.)

 

Considerando que apenas o CO foi adsorvido,

 

I. a formação de CO2 pode estar associada à reação de desproporcionamento de CO.

 

II. a formação de CO2 pode estar associada à reação do CO com o oxigênio da rede da céria.

 

III. a formação simultânea de H2 e CO2 pode ser devido à reação do CO com as hidroxilas superficiais do suporte.

 

Está(ão) correta(s) a(s) alternativa(s)

  1. I, II e III.
  2. I e II, apenas.
  3. II e III, apenas.
  4. III, apenas.
  5. II, apenas.
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Gabarito

A

Comentário do professor

Com apenas CO adsorvido, a emissão de CO2 e H2 no TPD pode ser explicada por três vias complementares.

Disproporcionamento (Boudouard): o CO se dimeriza termicamente, gerando CO2 e carbono depositado, segundo \(2CO \rightarrow CO_2 + C\). Essa rota produz diretamente CO2 sem necessidade de oxigênio externo.

Reação com o oxigênio da rede da céria: o CO oxida-se ao reagir com oxigênio do suporte, formando CO2 e criando vacâncias de oxigênio com redução de Ce(IV) a Ce(III): \(CO + O_{lattice} \rightarrow CO_2 + V_O\). Isso evidencia a natureza redox da CeO2.

Reação com hidroxilas superficiais: CO pode reagir com grupos OH ligados ao suporte (ou água adsorvida), promovendo uma reação do tipo água‑gás \(CO + H_2O \rightarrow CO_2 + H_2\) ou abstração de H das hidroxilas, liberando CO2 e H que se recombinam em H2, explicando a dessorção simultânea.

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