Cinetica quimica
-
Upload
janett-arroyo -
Category
Documents
-
view
99 -
download
0
Transcript of Cinetica quimica
Orden global de reacciones irreversibles a partir del periodo medio
RXNS IRREVERSIBLES
Para una reacción de orden n
nAA A
dC- r = - = k C
dt
1 - n 1 - nA A0C - C = (1 - n)kt n 1
11
1/2
2 1
(1 )
nn
Aot Ck n
𝐴→𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜
RXNS IRREVERSIBLES
Datos de semireaccion
LinealizaciónReagrupar
n-1
12
2 - 1ln t = ln + (1 - n) ln C
k (n-1) Ao
Obtención de “n” y “k”
Procedimiento Integral
Ejemplo : La reacción irreversible en fase gas A ->B + 2C se lleva a cabo en un reactor discontinuo de volumen constante a 100 ºC. Determine el orden de reacción y la constante cinética a partir de los datos proporcionados en la siguiente tabla.
Métodos de tiempo de vida fraccional
𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖𝑒𝑟𝑒𝑢𝑛𝑢𝑛𝑖𝑐𝑜𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜
Tiempo fracción de reaccion
Relación con tablas
Obtención de “n”
Ejemplo : La reacción irreversible en fase gas A ->B + 2C se lleva a cabo en un reactor discontinuo de volumen constante a 100 ºC. Determine el orden de reaccion si el 50% de la descomposición de A se dio a los 9.8 min y el 75% de la descomposición de A se dio a los 29.4 min.Solución:
𝑇 0.5
𝑇0.75
= 9.830.1
=0.33
n=2
Reacciones con mas de un reactivo
.El estudio cinético de reacciones en las que participan más de un reactivo tiene una mayor complejidad en comparación con las reacciones con un único reactivo.
Estrategias experimentales:Método del excesoMétodo de las cantidades estequiometrias
Simplificar la aplicación de los métodos cinéticos
Constante cinética aparente
METODO DEL EXCESO
Util cuando hay ordenes parciales respecto o varios reactivos.
Varios experimentos distintos con las concentraciones de todos los reactivos menos uno en gran exceso respecto al ultimo.
Para la reacción genérica
𝑎𝐴+𝑏𝐵→𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑠Con ecuación cinética
Condiciones de aislamiento
Se considera
Donde
𝑟 𝐴=−𝑑 ( 𝐴 )𝑑𝑡
=k [ 𝐴]𝛼 [𝐵]𝛽
[𝐵]0 ≫[ 𝐴 ]0
[𝐵 ]=[𝐵 ]0=𝑐𝑡𝑒
𝑟 𝐴=−𝑑 ( 𝐴 )𝑑𝑡
=𝑘𝑒𝑥𝑝 [𝐴 ]𝛼
𝑘𝑒𝑥𝑝=𝑘[𝐵]𝛽
Suponer “”
IntegraciónLinealizacion
¿Linealidad de datos?
NO
si
Exp. de [A] con en exceso
Variar
¿Exp. suficientes
?
no
Linealizacion vs
si
k reaccion
𝐿𝑛(𝑘¿¿𝑒𝑥𝑝)=𝐿𝑛 (𝑘 )+𝛽∗𝐿𝑛( [𝐵 ]0)¿
Para considerar que el experimento cinético se está realizando en condiciones de exceso, la concentración de los reactivos alimentados en exceso debe ser, al menos, 50 veces superior alreactivo en defecto (CB0>>50CA0). Cuanto más elevado sea el exceso, menor será el error al considerar que las concentraciones de los reactivos (en exceso) no varían con el tiempo.
Para mas de dos reactivos se repite el procedimiento para cada uno de ellos manteniendo constante el exceso la concentración de los demás
Recomienda: 1:1
METODO DE CANTIDADES ESTEQUIOMETRICAS
Para la reacción genérica𝑎𝐴+𝑏𝐵→𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑠
𝑟 𝐴=−𝑑 ( 𝐴 )𝑑𝑡
=k [ 𝐴]𝛼 [𝐵]𝛽Con ecuación cinética
Concentraciones iniciales en proporción estequiometria =
𝑟 𝐴=−𝑑 ( 𝐴 )𝑑𝑡
=k∗(𝑏𝑎 )𝛽
∗[ 𝐴 ]𝛼+𝛽
𝑘𝑒𝑥𝑝=k∗( 𝑏𝑎 )𝛽
REACCIONES REVERSIBLES
RXNS REVERSIBLES
Para un proceso elemental:
Antes de llegar al equilibrio:
Entonces:
RXNS REVERSIBLES
En el equilibrio:
= 0
Por lo tanto:
Para una rxn en general:
Ecuación cinética:
Por lo tanto su ecuación de velocidad:
RXNS REVERSIBLES
Procedimiento Integral
RXNS REVERSIBLES
Ejemplo:
Ecuación de velocidad:
Paso 1: Suponer los ordenes de reacción.- Digamos que es:
Rxn elemental.Entonces:
RXNS REVERSIBLES
t = 0 CA0 -t = t CA CR
t→∞ CA equi CR equi
Paso 2: Integración y linealizacion
En el equilibrio:
Luego:
RXNS REVERSIBLES
Paso 3: Verificación de la linealizacion
RXNS REVERSIBLES
Ejemplo:Un estudio cinético de la reacción A ↔ R realizado a temperatura constante en un reactor discontinuo ha conducido a los resultados mostrados en la tabla. Determinar la ecuación cinética.
RXNS REVERSIBLES
t(s) XA (%)
0 0
45 10
90 18.9
225 37.7
270 41.8
675 62.8
∞ 70
No es irreversib
le
Paso 1: Suponer los ordenes de reacción.- Digamos que es:
Rxn elemental.Entonces:
Paso 2: Integrar.
RXNS REVERSIBLES
En el equilibrio:
Luego:
RXNS REVERSIBLES
Paso 2: Linealizar:
RXNS REVERSIBLES
t(s) XA (%)
0 0
45 10
90 18.9
225 37.7
270 41.8
675 62.8
∞ 70
Los datos cinéticos se ajustan a la forma integrada y linealizada de la ecuación cinética suponiendo ordenes de 1.
= 2,38×10-3 s-1Luego:
= 1,02×10-2 s-1
RXNS REVERSIBLES
Paso 3: Linealidad de datos.