LA EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS PLANES ......complejidad del problema Explicar las...

I Co

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reso

na

cio

na

l de

inn

ova

ció

n d

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en

Ing

. Qu

ímic

a

LA EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS

PLANES

REFLEXIONES SOBRE LAS SESIONES DE

LABORATORIO EN LOS CURSOS

SUPERIORES

I Co

ng

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cio

na

l de

inn

ova

ció

n d

oce

nte

en

Ing

. Qu

ímic

a

OBJETIVOS

Ampliar los conocimientos adquiridos desde el punto de vista experimental

Reforzar la habilidad para el diseño y desarrollo de experimentos

Potenciar el sentido crítico en la realización de experimentos, buscando condiciones óptimas

Potenciar el sentido crítico ante los resultados obtenidos

EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS PLANES

I Co

ng

reso

na

cio

na

l de

inn

ova

ció

n d

oce

nte

en

Ing

. Qu

ímic

a

OBJETIVOS

Ampliar los conocimientos adquiridos desde el punto de vista experimental

Reforzar la habilidad para el diseño y desarrollo de experimentos

Potenciar el sentido crítico ante un desarrollo experimental, buscando las condiciones óptimas

Potenciar el sentido crítico ante los resultados obtenidos


I Co

ng

reso

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cio

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inn

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en

Ing

. Qu

ímic

a EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS PLANES

ASPECTOS A TENER EN CUENTA A LA HORA DE DISEÑAR PRÁCTICAS

Nivel de detalle en los guiones entregados ?

I Co

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inn

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en

Ing

. Qu

ímic



Nivel de detalle en los guiones entregados ? - enunciado abierto - guión detallado

I Co

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oce

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en

Ing

. Qu

ímic




Nivel de dificultad de la experimentación ?

I Co

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inn

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en

Ing

. Qu

ímic




Nivel de dificultad de la experimentación ? - sistemas ideales - experimentación simplificada - sistemas reales - equipos e instrumentación utilizada

I Co

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Ing

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ímic





Grado de precisión exigido en la experimentación ?

I Co

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inn

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en

Ing

. Qu

ímic





Grado de precisión exigido en la experimentación ? - repetición del experimento hasta resultado correcto - desarrollo de experimentos en distintas condiciones - realización de pocos experimentos; el profesor entrega

resultados adicionales para tratamiento de datos

I Co

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cio

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inn

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nte

en

Ing

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Nivel de rigurosidad en el tratamiento de datos ?

I Co

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cio

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Ing

. Qu

ímic






Nivel de rigurosidad en el tratamiento de datos ? - tratamiento simplificado - tratamiento pormenorizado

I Co

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en

Ing

. Qu

ímic






Nivel de rigurosidad en el tratamiento de datos ?

…

I Co

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en

Ing

. Qu

ímic

a


“DESHIDRATACIÓN CATALÍTICA DE ALCOHOLES EN UN REACTOR SEMICONTINUO DE LECHO FIJO”

(POR EJEMPLO) OBJETIVO:

Obtención de parámetros cinéticos de una reacción de deshidratación de alcoholes

I Co

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cio

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en

Ing

. Qu

ímic

a “DESHIDRATACIÓN CATALÍTICA DE ALCOHOLES EN

UN REACTOR SEMICONTINUO DE LECHO FIJO”

1. Depósito de alimentación 2. Bomba de dosificación 3. Válvula de corte 4. Vaporizador 5. Horno + reactor 6. Refrigerante/condensador 7. Separador líquido-gas 8. Medidor de flujo de gases

I Co

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Ing

. Qu

ímic

a

OPCIÓN CLÁSICA

Un alcohol una olefina Reactor isotermo e isobaro

Medida del caudal de gas total cálculo x

deshidratación


I Co

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en

Ing

. Qu

ímic

a

OPCIÓN CLÁSICA CH3-CH2-CH2-CH2OH → CH3-CH2-CH=CH2 + H2O

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0 5 10 15 20 25

Co

nve

rsió

n

H reactor (cm)

Conversión butanol

Considerando reactor isotermo

ko = 2.98 · 1020 s-1 Ea = 2.82 · 105 J·mol-1

Tnominal: 340 oC Catalizador: alúmina xexperimental: 0.32


Umm…

I Co

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cio

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en

Ing

. Qu

ímic

a

EHH … ¿POR QUÉ NO CONSIDERAMOS EL PERFIL DE T?


I Co

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cio

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inn

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en

Ing

. Qu

ímic

a “DESHIDRATACIÓN CATALÍTICA DE ALCOHOLES EN

UN REACTOR SEMICONTINUO DE LECHO FIJO”

ko = 2.98 · 1020 s-1 Ea = 2.65 · 105 J·mol-1

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0 5 10 15 20 25

Co

nve

rsió

n

H reactor (cm)

Conversión butanol

0

50

100

150

200

250

300

350

0 5 10 15 20 25

Tem

per

atu

ra (º

C)

H reactor (cm)

Perfil temperatura

I Co

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na

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en

Ing

. Qu

ímic

a

0

50

100

150

200

250

300

350

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0 5 10 15 20

Temp

eratura (ºC

)

Co

nve

rsió

n

H reactor (cm)

R. isotermo

R. no isotermo

perfil T0.0E+00

5.0E-03

1.0E-02

1.5E-02

2.0E-02

280 300 320 340 360 380 400k

(s-1

)

T reacción (oC)

R. isotermo

R. no isotermo

(kno isotermo-kisotermo)/kno isotermo = 97%


Comparación de las dos situaciones

I Co

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en

Ing

. Qu

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a

DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOLES. REACCIONES PARALELAS

R-CH2-CHOH-R’ → R-CH=CH-R’ + H2O (olefina)

2 R-OH → R-O-R + H2O (éter)

R-CH2-CHOH-R’ → R-CH2-CO-R’ + H2O (cetona)

R-CH2-CH2OH → R-CH2-COH + H2O (aldehído)


PERO …

I Co

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Ing

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a

Deshidratación de 1-butanol. GC/MS. Gas

I Co

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Ing

. Qu

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a

Deshidratación de 1-butanol. GC/MS. Gas

isobuteno + 2-buteno + 1-buteno agua

1-butanol butil, isopropil éter

n-butil éter

aire butiraldehído

I Co

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Ing

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a

Deshidratación de 1-butanol. GC/MS. Líquido

I Co

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Ing

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a

Deshidratación de 1-butanol. GC/MS. Líquido

agua butiraldehído

1-butanol

butil, isopropil éter

n-butil éter

n-propil, n-butil éter butil, 2-butil éter

isobuteno + 2-buteno + 1-buteno

Glup!

I Co

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Ing

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ímic

a ¿QUE ACTITUD ADOPTAMOS FRENTE A LA

EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS

PLANES?

I Co

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a

¿QUE ACTITUD ADOPTAMOS FRENTE A LA


PLANES?

Análisis de la selectividad del proceso?

I Co

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Ing

. Qu

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a



PLANES?

Análisis de la selectividad del proceso? Preparación del catalizador?

I Co

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en

Ing

. Qu

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a



PLANES?

Análisis de la selectividad del proceso? Preparación del catalizador? Mezcla de alcoholes?

I Co

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a



PLANES?

Análisis de la selectividad del proceso? Preparación del catalizador? Mezcla de alcoholes? Uso de simuladores comerciales?

I Co

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en

Ing

. Qu

ímic

a



PLANES?

Análisis de la selectividad del proceso? Preparación del catalizador? Mezcla de alcoholes? Uso de simuladores comerciales? Realización montaje de prácticas? …

I Co

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Ing

. Qu

ímic

a

PROPUESTA

Consideramos una NECESIDAD:

Reconsiderar el concepto de laboratorios integrados

Actualizar la instrumentación de prácticas y el tratamiento de datos a la tecnología existente

Acercar los alumnos a la realidad de los procesos, mostrando la complejidad del problema

Explicar las simplificaciones planteadas para que el estudiante sea consciente de ellas

Creación de una Red de material de prácticas


I Co

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en

Ing

. Qu

ímic

a

LA EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS

PLANES

REFLEXIONES SOBRE LAS SESIONES

DE LABORATORIO EN LOS CURSOS

SUPERIORES

GRACIAS POR VUESTRA PACIENCIA Y

ATENCIÓN

LA EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS PLANES ......complejidad del problema Explicar las...

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