Reporte 4 Cinetica y Reactores

Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas Departamento de Ingeniería Química Industrial Academia de Fisicoquímica

“A!"#A$"#I" DE %IN&$I%A #EA%$"#ES (")"*&NE"S+ ' #

#eporte ,- “In.uencia ,- “In.uencia de la concentraci/n en la velocidad de reacci/n empleando como sistema el alco0ol etílico 1 el 2cido cr/mico+ Pro3esora- Itzel Gutiérrez Gonzáles Alumno- Hernández Morales Israel

Hernández Morales Israel

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INSTITUTO POLITÉNIO N!ION!L

"SU"L! SUP"#IO# $" ING"NI"#%! &U%MI! " IN$UST#I!S "'T#!TIV!S L!(O#!TO#IO $" IN"TI! ) #"!TO#"S HOMOG"N"OS

*rupo- 3IV52 Equipo- 2


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Secci/n- *


"SU"L! SUP"#IO# $" ING"NI"#%! &U%MI! " IN$UST#I!S "'T#!TIV!S L!(O#!TO#IO $" IN"TI! ) #"!TO#"S HOMOG"N"OS "45etivos+ $e,nir -or la e.-resi/n de la 0elo1idad de rea11i/n el ee1to 4ue tiene la 0aria1i/n de la 1on1entra1i/n en la isa 0elo1idad + $eterinar -or los étodos ateáti1os e-leados el orden de rea11i/n as6 1oo el 1oe,1iente 1inéti1o7 + "sta8le1er la e.isten1ia de in9uen1ia entre la rela1i/n olar : el orden de rea11i/n7 + !d4uirir la ;a8ilidades ade1uadas -ara la toa de uestras as6 1oo -ara edir su 1on1entra1i/n : deterinar su rela1i/n 1on res-e1to al tie-o7 + Sele11ionar el étodo ás a-ro-iado -ara la o8ten1i/n de los datos 1inéti1os -ara 1al1ular la 0elo1idad de rea11i/n7 eti0o undaental de la 1inéti1a de rea11iones es la in0esti?a1i/n del e1aniso -or el 1ual trans1urre una deterinada rea11i/n7 Todos los -ro8leas 1inéti1os tienen un do8le as-e1to7 "n -rier lu?ar se trata de estudiar la rea11i/n desde un -unto de 0ista e.-eriental -ara ;allar la e1ua1i/n 1inéti1a a la 4ue res-onde la 0elo1idad7 "sta e1ua1i/n nos da las es-e1ies 4u6i1as 1u:a 1on1entra1i/n in9u:e en la 0elo1idad7 "n se?undo lu?ar se trata de -lantear un e1aniso @es de1ir un sistea de e1ua1iones dieren1ialesA 1u:a solu1i/n nos lle0e a la e1ua1i/n 1inéti1a ;allada e.-erientalente7 "nton1es de1ios 4ue el e1aniso -ro-uesto es 1o-ati8le 1on los datos e.-erientales7 Los dos -rieros 1a-6tulos se dedi1an al estudio de los étodos e.-erientales -ara en1ontrar la e1ua1i/n 1inéti1a @/ e1ua1i/n de 0elo1idadA de una rea11i/n 4u6i1a7 "sta e1ua1i/n 1inéti1a es una e1ua1i/n dieren1ial 4ue nos da la 0elo1idad de la rea11i/n en un1i/n de las 1on1entra1iones de las su8stan1ias 4ue -arti1i-an en la rea11i/n7 Las 0elo1idades de rea11i/n se -ueden deterinar si?uiendo el 1a8io de 1on1entra1i/n de un rea1ti0o o de un -rodu1to en1ontrándose adeás 4ue e.iste una -ro-or1ionalidad 1on res-e1to a 0arias -oten1ias e.-resadas -or la le: de 0elo1idad en ora ateáti1a7 La le: de 0elo1idad e.-resa la rela1i/n de la 0elo1idad de una rea11i/n 1on la 1onstante de 0elo1idad : la 1on1entra1i/n de los rea1ti0os ele0ados a al?una -oten1ia7 La e1ua1i/n 4u6i1a des1ri8e el resultado ?eneral de una rea11i/n 4u6i1a isa 4ue se -uede ee1tuar en una o 0arias eta-as las 1uales 1ono1eos 1oo rea11iones eleentales 4ue en 1on>unto des1ri8en lo 4ue está su1ediendo a ni0el ole1ular -or e>e-loB a! C 8( 1 C d$ $e la e1ua1i/n anterior se -uede o8ser0ar 4ue la 0elo1idad de rea11i/n será -ro-or1ional al nDero de 1olisiones entre olé1ulas de ! : ( -or unidad de 0oluenE Si i F ni  V Por tanto la 0elo1idad de rea11i/n de-enderá de la 1on1entra1i/n de a8os 1o-uestos7 Por 1onsi?uiente a?re?ando una 1onstante de -ro-or1ionalidad la 0elo1idad de transora1i/n de ! -uede e.-resarse en térinos de 1on1entra1iones olaresB r! F  !J (K Siendo  la 1onstante de 0elo1idad 1orres-ondiente : el orden de rea11i/n ?lo8al n se de,ne 1oo la sua de los e.-onente a los 4ue se ele0an todas las 1on1entra1iones de los rea1ti0os @n Hernández Morales Israel

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"SU"L! SUP"#IO# $" ING"NI"#%! &U%MI! " IN$UST#I!S "'T#!TIV!S L!(O#!TO#IO $" IN"TI! ) #"!TO#"S HOMOG"N"OS F J C KA7 #esulta 1laro 4ue éste no -uede ser el 1aso de una rea11i/n 1atalizada -uesto 4ue la un1i/n del 1atalizador si?ue es4ueas de a:or 1o-le>idad7 "n 1onse1uen1ia la 0elo1idad de una rea11i/n 4ue tiene lu?ar en -resen1ia de un 1atalizador no res-onderá a la e1ua1i/n dedu1ida de la este4uioetria del sisteaE es de1ir se trata de rea11iones 1o-le>as 4ue trans1urren a tra0és de di0ersos -asos interedios si?uiendo e1anisos ás 1o-li1ados de8ido a la a11i/n del 1atalizador7 Sin e8ar?o la e.-resi/n 1inéti1a 4ue -ueda dedu1irse teniendo en 1uenta la -resen1ia del 1atalizador tendrá una ora see>ante a las o8tenidas en el trataiento de rea11iones eleentales7 r F  @A Datos Experimentales *7 O8ten1i/n de la 1on1entra1i/n -ara HCr O 4 η ( HCr O4 ) =

η ( HCr O4 ) =

V ( HCr O4 ) →Cambia el volumen gastado delatitulacion x N ( HCr O4 ) → 0.02 M Volumende Alicuota→ 5 mL x Tiempo → 3 minutos

V ( HCr O4 ) → 8.5 m L x N ( HCr O 4 ) → 0.02 N Volumende Alicuota→5 mL x Tiempo → 3 minutos

=0.01133

mol 1 L x =1.133 x 10−5 L 1000 ml

−

−4

5 27 η HClOvol =η HCLfrasco x 50 ml→VolumenHCl =1.133 x 10 x 50 ml=5.665 x 10

on1entra1i/n ini1ial −5 η ( HCr O 4) 1.133 x 10 −7 37 Concentracióninicial ( HCr O 4 )= Volumen de la solución = 56 ml = 2.02321 x 10 ".-eriento * 2 3 Q 5    R * **

tAinF

Vol7 Hl l Gastado en la titula1i/n

*7on1entra1i/n de

 *372 **73 R7Q 7* 7* 7* 5 Q7Q 37 375

 7 7533 72 75Q 7Q33 7Q 73333 72R33 72Q 72333

 3  R *2 *5 * 2* 2Q 2 3


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HCr O4

@NAF!



)étodo Di3erencial  C A=C 3−C 2  C A= 0.007533−0.0088 =−0.0012666

+Se 1ontinDa el 1ál1ulo ;asta o8tener todos los datos el -rier dato es i?ual a   T =Constante de 3 minutos ´ = C A

´ = C A

C 1 + C 2 2

0.0088 + 0.007533 2

= 0.008167

+Se ;a1e lo iso -ara los deás 0alores el -rier 0alor es  ´ ) ! =ln ( C A

! =ln ( 0.008167 )=− 4.80769

+Se ;a1e lo iso -ara los deás 0alores el -rier 0alor es  " = ln

" = ln

T@i nA  3



(

(

− C A

 t

−(−0.0012666) 3

)

)=−

4.2222 x 10

−4

+Se ;a1e lo iso -ara los deás 0alores el -rier 0alor es  $a4la de resultados Volue n  Ca %A ´ A  C A C ! =ln ( ´ C A )  Gastad  t 6%(%r", o Na2S2O3   3    7 *372  3 7RQ5   7*3*R R5 7Q3R Q733  2 753 **73  3 7*  Q7R 3 7*2  7Q22


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" = ln

(

− C A  t

 72RQ5

7RR

)



R

72 

R7Q

*2

75Q

7*

*5

7Q3 3

7*

*

7Q 

7*

2*

7333 3

5

2Q

72R3 3

Q7Q

2

72Q 

37

3

7233 3

375

  7*2

3

7R

 7

3

75R3 33

 7   7   733 3 7Q

3

75 

3

7QQ

3

73

3

73*3 33

3

72

3

72Q

 7Q   7*33 3

2  7Q22 2  72 R  7222 2  7222 2  72QQ Q  7*33 3  7*55   7QQ Q

#eali7amos una regresi/n lineal


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Q7R23

7RR

57*QQ*

7*QRQ

5725

7Q**3

57Q2*5

7Q**3

575RRQ2

73*52

575

7R22

57R*Q5

75*

7322

*72*3



#egresi/n ineal 

5

 Q 75

@.A F *73*.  *73R # F 7R

 75

 = @@ 〖∆ 〗

A∆ A R R75 * *75  =( A

Fn F*73*3 Fe8 8F*73 Por lo tanto nF *7Q F 72QR5Q Por ello el odelo 1inéti1o resultante esB

r!F 72QR5Q  !*73*3

uestionario *7 /o in9u:e la rela1i/n olar Hernández Morales Israel

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27 /o in9u:e la rela1i/n olar en el orden de rea11i/n

37 /o ae1tan la 1on1entra1i/n en la 1onstante de 0elo1idad

on1lusi/n


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Reporte 4 Cinetica y Reactores

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