Questão de Química e Engenharia Química — Tipos de Reações Químicas — CESPE / CEBRASPE 2021

Texto 10A2-II

O álcool estearílico é usado na indústria de cosméticos para a produção de cremes, loções, máscaras capilares, entre outros, por ser compatível com vários tipos de emulsionantes e apresentar baixa irritabilidade na pele.

Devido a um problema técnico em uma das indústrias de produção desse insumo, esse produto passou a ficar escasso no mercado, o que levou uma indústria de cosméticos a considerar o estearato de metila como possível alternativa para a produção do álcool estearílico, a partir da hidrogenação do estearato de metila, em solução de heptano, por meio da seguinte reação.

C₁₉H₃₈O_{2 (sol)} + 2 H_{2 (g)} \to C₁₈H₃₇OH _(sol) + CH₃OH _(sol)

A planta piloto dessa indústria de cosméticos é equipada com um reator do tipo autoclave, que opera em temperatura máxima de 200 °C e pressão máxima de 1.000 psi e que pode ser utilizado para desenvolver o projeto. Para que a síntese do álcool estearílico seja bem-sucedida, o químico resolveu testar várias condições reacionais, a fim de descobrir qual delas proporcionará a obtenção de maior quantidade de álcool estearílico (rendimento) no menor tempo possível. Ele testou diversas condições experimentais, tais como tempo de reação, temperatura e pressão do reator, além de um catalisador comercial à base de cobre. Os resultados dos testes são mostrados na tabela a seguir. Sabe-se que o hidrogênio molecular (H₂) é instável a temperaturas acima de 200 °C.

Na situação hipotética apresentada no texto 10A2-II, se o hidrogênio fosse estável a temperaturas acima de 200 °C, seria de se esperar que o aumento da temperatura do meio