Chimica industriale e tecnologica
Cosa testa la prova
Il dominio riguarda processi su scala industriale, catalisi, bilanci di materia ed energia, sicurezza intrinseca, economia di processo e principi di chimica verde. L'esame valuta la capacità di passare dal laboratorio alla scala produttiva senza perdere controllo su rese, impatto e sicurezza.
Regole e concetti chiave
- Conversione = reagito/alimentato; selettività = prodotto desiderato/reagito convertito; resa globale = conversione × selettività.
- L'economia atomica confronta la massa di prodotto desiderato con la massa dei reagenti stechiometrici e non tiene conto dei solventi.
- Il catalizzatore non modifica l'equilibrio termodinamico, ma riduce l'energia di attivazione e può aumentare la selettività.
- Il bilancio di materia si imposta su un volume di controllo con accumulo, ingressi, uscite e reazione.
- La sicurezza intrinseca privilegia la riduzione di inventario, la sostituzione di sostanze pericolose e la minimizzazione di energia.
Esempio svolto
Un reattore alimenta 100 mol/h di A; 80 mol/h reagiscono e 72 mol/h diventano B. La conversione è 0,80; la selettività verso B è 72/80 = 0,90; la resa globale è 0,80·0,90 = 0,72, cioè 72 mol/h di B. Se il processo ricicla A non reagito, la resa per passaggio resta 72%, mentre la resa globale di impianto può aumentare: i due valori non vanno confusi.
Trappole che costano punti
Sommare conversione e selettività; calcolare l'economia atomica includendo i solventi; attribuire al catalizzatore un effetto sulla costante di equilibrio; trascurare il riciclo nel bilancio complessivo; ignorare i vincoli di sicurezza nella scelta del solvente.