Andres

Laboratorio de Ingenieria de Reactores
PRACTICA N° 4

INFLUENCIA DE LA CONCENTRACIÓN EN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN EMPLEANDO COMO SISTEMA EL ALCOHOL ETÍLICO Y
EL ÁCIDO CRÓMICO

4.1. OBJETIVOS
-Definir la velocidad de reacción y el efecto que tiene la variación de concentración en la misma velocidad.
-Determinar por losmétodos matemáticos empleados el orden de reacción así como el coeficiente cinético.
-Establecer la existencia de influencia entre la relación molar y el orden de reacción.
-Adquirir las habilidades adecuadas para la toma de muestras, así como para medir su concentración y determinar su relación respecto al tiempo.
-El método más apropiado para la obtención de los datos cinéticospara calcular la velocidad de reacción.

4.2. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
Las velocidades de reacción se pueden determinar siguiendo el cambio de concentración de un reactivo o de un producto, encontrándose además que existe una proporcionalidad con respecto a varias potencias, expresadas por la ley de velocidad, en forma matemática. La ley de velocidad expresa la relación de la velocidad deuna reacción con la constante de velocidad y la concentración de los reactivos, elevados a alguna potencia.
La ecuación química describe el resultado general de una reacción química, misma que se puede efectuar en una o varias etapas, las cuales conocemos como reacciones elementales que en conjunto describen lo que está sucediendo a nivel molecular, por ejemplo:aA + bB cC + dD
La velocidad de reacción será proporcional al número de colisiones entre moléculas de A y B por unidad de volumen:
[pic]

La velocidad de reacción dependerá de la concentración de ambos compuestos, agregando una constante de proporcionalidad,' la velocidad de transformación de A puede expresarse en términos de las concentraciones molares:- rA = k,CaACpB















Laboratorio de Ingenierìa de Reactores


Siendo k, la constante de velocidad correspondiente y el orden de reacción global n se define como la suma de los exponentes a los que se elevan todas las concentraciones de los reactivos (n=a + p).
Resulta claro que éste no puede ser el caso de unareacción catalizada, puesto que la función del catalizador sigue esquemas de mayor complejidad. La velocidad de una reacción que tiene lugar en presencia de un catalizador no responderá a la ecuación deducida de la estequiometría del sistema; es decir, se trata de reaccionas— complejas que transcurren a través de diversos pasos intermedios siguiendo mecanismos mas complicados debido a la acción delcatalizador.
Sin embargo, la expresión cinética que pueda deducirse, teniendo en cuenta la presencia del catalizador, tendrá una forma semejante a las obtenidas en el tratamiento de reacciones elementales.
r = kf(C)
Que igualmente, señalará el efecto de la concentración de reactantes sobre la dinámica del sistema.
Finalmente dos puntos importantes:
1.La ecuación cinética siempre se determina expermentalmente. A partir de concentraciones y de la velocidad inicial es posible determinar el orden y la constante de velocidad de una reacción.
2. El orden de una reacción se define en términos de las concentraciones de reactivos.
3. Los exponentes α y β son iguales a los coeficientes estequiométricos a y b la reacción se conoce comoelemental, en caso contrario, no es elemental

Definición de ecuaciones cinéticas para los sistemas reaccionantes experimentales.


Consideremos la ecuación de la reacción en estudio:



3CH3-CH2-OH + 4HcrO4- + 16H+ 3CH3-COOH + 4Cr3+ + I3H2O

Por lo tanto la expresión cinética según la ley de potencias sería:




- va = k[CH3CH20H]a [HCrOi-1 ]p[ H+ ]Y...