Practica 3 Reactores

7/23/2019 Practica 3 Reactores

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INSTITUTO POLITCNICONACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA QUMICA E

INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

LABORATORIO DE CINETICA YREACTORES HOMOGENEOS

Titular: EDGAR IVAN HERNANDECARVA!AL

PRCTICA NO. 3

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA SOBRE LA

VELOCIDAD DE REACCION DEL AGUA OXIGENADA

Alu"#$%:C$#tr&ra% P&'a Di&($

Gru)$: *IV

H$rari$: +:,, - .:,, /r%Tur#$ VESPERTINOCi0l$ E%0$lar: A($%t$1 Di0i&"2r& 3,45 645738

Objetivos


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INSTITUTO POLITCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA QUMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

LABORATORIO DE CINETICA Y REACOTRES HOM9GENEOS

Aplicar el mtodo matemtico integral o diferencial para el tratamiento de

datos experimentales en la determinacin de la constante de velocidad y el

orden de reaccin. Determinar los valores de la energa de activacin y el factor de frecuencia,

aplicando la ecuacin de Arrehenius.

INTRODUCCIN

Un aumento de temperatura aumenta la velocidad de la reaccin, con

independencia de que sta sea exotrmica o endotrmica. a explicacin est

en el hecho de que, al aumentar la temperatura, aumenta el n!mero de

molculas con una energa igual o mayor que la energa de activacin, con lo

que aumenta el n!mero de choques efectivos. a velocidad de la reaccin se

duplica por cada "#$% de aumento de temperatura.

Un e&emplo claro lo tenemos en las reacciones de degradacin de losalimentos' para que el proceso sea ms lento guardamos los alimentos a (a&a

temperatura.

a dependencia de la velocidad de una reaccin homognea con la

temperatura, se descri(e con mayor exactitud por la ecuacin de arrhenuis.

Energa de Activacin

)l acontecimiento de una reaccin qumica est o(ligatoriamente relacionado con

el contacto entre molculas reactivas y a una energa mnima necesaria. )sta

energa mnima para el acontecimiento de la reaccin es llamada como energa de

activacin.

a formacin de los productos a partir de los reactivos es un proceso gradual en

que los enlaces de los reactivos son rotos en paralelo con la formacin de los

enlaces de los productos. )ste estado intermedio en que algunos enlaces estn

semi*rotos y otros semi*formados es conocido como +comple&o activado.

-tra exigencia para la formacin del comple&o activado es que las molculasreactivan colisiones con orientacin favora(le a la formacin del mismo%olisiones con energa y orientaciones adecuadas a la formacin del comple&o

activado, son llamadas como colisiones efectivas. )stos son los principios (sicosde la eora de %olisin.

%omple&o activado es una estructura intermedia entre los reactivos y los

productos, con enlaces intermediarios entre los dos reactivos y los dos productos.

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LABORATORIO DE CINETICA Y REACOTRES HOM9GENEOS

a energa de activacin de la reaccin corresponde a la energa necesaria paraque la reaccin se efect!e con menos energa de los reactivos. %uanto ms (a&afuese la energa de activacin de una reaccin, ms elevada ser la velocidad dela misma.Una reaccin se llama exotrmica cuando provee para el medio una energa ms

alta que la necesaria para alcan/ar el comple&o activado.%uando una reaccin es endotrmica, ella provee para el medio una energa ms(a&a que la necesaria para alcan/ar el comple&o activado.

Diagrama de energa para reacciones con energa de activacin

Reaccin exotrmica con energa de activacin:

E < 0

La energa liberada

corresponde a la

diferencia de energa

entre los productos y

los reactantes. Comola energa de los

productos es menor

a la energa de los

reactantes, se libera

energa en el proceso

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LABORATORIO DE CINETICA Y REACTORES HOMOGENEOS

ln k=lnAE 1

RTEcuacionLinealizada

Y=bm x

)n donde se efectua la regresin lineal para o(tener m y ( y por analoga secalcula con las siguientes expresiones ) y A

E=mR ..3.4A=eb3.5

"#todo anatico

De la ecuacin de =an>t 9off 3?ermite calcular la variacin de la energaestndar de una reaccin5

d lnKe

dT

=H

RT21

7a(emos que0

H=E1E2 ..2

@ Ke=K1

K2

7ustituyendo y : en "

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d

lnK1

k2

dT =

E1E2

RT2

Aplicando propiedades de los logaritmos 3n AB< 1 nA C n


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Te(%eratura a(biente T)**+C

Tie(%o,s- =olumen deFa7-:

% 9- 1%a

#." #."

/*.*0 #. #.

/1.23 #.: #.:G

*3.4 #. #.:H

53.14 #.I #.:;

54.*6 #.J #.:II

36./ #.; #.:I

10.1/ #.H #.::I

03.2 #.G #.:I

04.0 " #.:"I

Desarrollo0

Mtodo utilizado para calcular el modelo cintico mtodo

diferencial

t 6%8 VNa3S3O* 6"l8

CH3O36"$l7L8

Ca t Ca)r$"

;


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43>+ 0,1 0,4 0,01

12,6

0,405 -0,903868 -7

45>.?

0,2 0,39 0,01

3,58

0,395 -0,928869 -6

3?>9 0,3 0,38 0,0

1

9,0

6

0,385 -0,954511 -7

*?>59

0,4 0,37 0,01

9,69

0,375 -0,980829 -7

*9>3@

0,5 0,36 0,01

4,68

0,365 -1 -6

?@>,4

0,6 0,35 0,01

7,74

0,355 -1,03563 -7

5+>54

0,7 0,34 0,01

9,5 0,345 -1,06421 -7

+?>. 0,8 0,33 0,01

8,29

0,335 -1,093624 -7

+9>+ 0,9 0,32 0,014,8 0,325 -1,12393 -6

-1.15 -1.1 -1.05 -1 -0.95 -0.9 -0.85

-8

-7

-7

-7

-7

-7

-6

-6

-6

-6

-6

f(x) = - 0.83x - 7.42

T ambiente

inea! ()

"n (#a$!%m)

"n (a'&t)

7i m 1 n 3orden5 entones n 1 #.H:"

K=eb

K=e7.4236

K=0.0006

Kuedando la ecuacin del modelo cintico0

rA=0.0006CA0.8341

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t 6%8 VNa3S3O* 6"l8

CH3O36"$l7

L8

Ca t Ca)r$"

;


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-75 125 325 525 7250.3

0.32

0.34

0.36

0.38

0.4

0.42

0.44

#a * tiem$%

t ambiente

t f!ia

t (*)

# +22 (m%"')

T 68 X < 47T Y < l#68

,>,,,+295

3,65818-05

-7,4185809

,>,,,??

277

3,66046-05

-7,7287358

3

0 0 0 0 0 0 0

-7.8

-7.7

-7.6

-7.5

-7.4

-7.3

-7.2

f(x) = - 1408.02x - 2.65

inea! ()

1'T

"n()

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am( 1 $% L;: 1 GIM

fria 1 $%L;: 1 ;; M

En M 1 En3A5 *EA

R

1

T

y1(*mxN.... 3:5

A1e( NNN. 35

7ustituyendo valores en : y

)1*3*"#H53".GH;calBmolOM5 1 ;GH calBmol

A1e(1e*.JIJ 1 #.#;#GJ 3molBl5 seg*"

Ptodo Aritmtico

)1 T2T1

T2T1 O 6 O EnK2

K1

7ustituyendo valores

) 1

(277295)

(277295)1.987

calBmol O En

0.00044

0.0006

) 1 ;G;.H

-(teniendo K=A eERT

?ara M1#.### y 1;; M

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A10.00044

e2798/1.987(277)

=0.0709

?ara M"1#.###J y 1GIM

A10.0006

e2798 /1.987(29 5)

=0.0709

%-F%U7E-F

a velocidad de una reaccin qumica est en funcin de la temperatura dadapara llevar aca(o la reaccin, y esto a su ve/ lleva a un factor importante en

una reaccin que es el tiempo, ya que en nuestra prctica, si no se reali/a(a

con rapide/ la agitacin para o(tener el vire correspondiente nuestro reactor

presenta(a fenmenos de transferencia en la interface 3precipitacin5 y esto

poda afectar nuestra reaccin, por lo tanto se puede constatar que la

constante cintica +4 est en funcin de la temperatura, donde si la

temperatura aumenta, aumenta la velocidad de reaccin y si la temperatura

disminuye, la velocidad disminuye y el tiempo es mayor, esto quiere decir que

la velocidad de reaccin es directamente proporcional a la temperatura e

inversamente proporcional al tiempo.

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La diferencia est dada por el tiempo empleado para cada reaccin,

porque est en proporcin directa con la velocidad de reaccin en

conclusin por errores experimentales.

:*RA qu temperatura existi mayor velocidad de reaccinS, fundamentar larespuesta.

A temperatura am(iente la que utili/amos fue IT% ya que el otro es muy lento.

*Riene valide/ la ecuacin de ArrheniusS, fundamentar la respuesta

7,porque mediante esta ecuacin, se puede llegar a la determinacin

de la energa de activacin, la necesaria para que comience una

reaccin, y el factor de frecuencia, mediante la cual se explica la

dependencia de la temperatura con la constante de velocidad k de forma

exponencial.

5-Se pudiera utilizar algn otro modelo que explique el

comportamiento de la constante de velocidad con la temperatura si/no?

Fundamente la respuesta.

Si la teora de las colisiones, la cual consiste en la que al aumentar la

temperatura a una sustancia sus molculas se excitan conforme al

aumento de la temperatura provocando que sea ms rpido el cambio

de reactivos a productos, adems de favorecer la conversin por eso es

que la constante de velocidad est en funcin de la temperatura.

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