CINÉTICA DE REACCIÓN EN UN REACTOR BATCH

CINÉTICA DE REACCIÓN EN UN REACTOR BATCH


Gutiérrez J. 1, Landázury D.1, Márquez M.1, Nieto L.1, Requena Y.1,
Sanmartín Z.1
Acevedo M.2

1. Estudiante Programa de Ingeniería Química.
2. Docente de Diseño de Reactores.
Universidad de Cartagena.
Cartagena de Indias, D.T. y C. Colombia.

30 de Mayo 2014

RESUMEN
El presente informe se refiere a la cinética de una reacción desaponificación entre el acetato de etilo (CH3COOC2H5) y el hidróxido de sodio (NaOH) en un reactor batch. Para esto se midió la concentración como función del tiempo y haciendo uso del método integral de análisis de datos cinéticos se logró verificar el orden de reacción y la constante cinética de reacción. La constante de velocidad obtenida pudo considerarse como satisfactoria puesto que difiere enun bajo porcentaje a la constante encontrada en la literatura.
OBJETIVOS
Determinar la variación de la conductividad iónica en el tiempo, para la solución de acetato de etilo y relacionarlo con la concentración del mismo.
Determinar cómo varía la concentración del NaOH y CH3COO-Na+ con el tiempo.
Afianzar los conocimientos adquiridos en el aula de clases respecto al funcionamiento del reactordiscontinuo y contrastar los resultados obtenidos en la experiencia.
MARCO TEORICO
Reactor discontinuo o Batch
Un reactor intermitente se emplea para operaciones a pequeña escala para probar nuevos procesos que aún no se han desarrollado en su totalidad, para fabricar productos costosos y para procesos difíciles de convertir en operaciones continuas. Estos reactores operan sin intercambio demateria con el exterior. Se alimenta inicialmente con los reactantes y una vez terminada la reacción, el reactor se vacía.
Si la mezcla de reacción es perfectamente mezclada, la ecuación de diseño para este tipo de reactor se origina a partir de un balance general de moles, se expresa de la siguiente manera

Siendo i la especie. Es posible determinar el tiempo t necesario para reducir el númeroinicial de moles al número deseado integrando la ecuación con los límites que en t=0 Ni=Ni0 y en tf Ni=Nif, quedando

Reacción de saponificación
El término jabón se aplica a las sales de sodio o potasio de varios ácidos grasos; su uso está tan extendido que su fabricación se ha convertido en una industria vital para el bienestar y salud en el mundo actual. Las principales materias primas para lafabricación de jabón son el sebo y las grasas. La reacción química básica para la fabricación del jabón es la reacción de saponificación.
En nuestra práctica se estudia la cinética de la reacción de saponificación a partir de acetato de etilo e hidróxido de sodio para producir acetato de sodio y alcohol etílico, tal y como se muestra en la siguiente reacción.

Podemos considerar que la reacciónes de primer orden con respecto al hidróxido de sodio y al acetato de etilo, y de segundo orden respecto a ambos reactivos, esto se expresa como

Si la alimentación se realiza de forma equimolar, las concentraciones iniciales de A y B son las mismas, entonces

Para esta reacción se plantea la siguiente tabla estequiometrica
COMPUESTO
ENTRA
REACCIONA
SALE
A



B



C
-


D
-Relación de la conductividad con la concentración
La conductividad de una solución reaccionante en un reactor cambia con el grado de conversión, lo cual nos brinda un método conveniente para monitorear el progreso de una reacción química. El método conductímetro puede aplicarse cuando la reacción involucra iones, ya que la concentración varía con el tiempo, y por tanto, también varía laconductividad de la solución.
Ya que el hidróxido de sodio y el acetato de sodio son electrolitos fuertes, sus conductividades se pueden considerar proporcionales a sus respectivas concentraciones. Usando esta característica se pueden calcular las concentraciones a partir de la ley de Kohlraush de la migración independiente de iones

Donde,



,
Las conductividades ionicas se pueden...