Cinética química aplicada

Trabajo
Páginas: 1 a 11

Grupo A24

Autores:
Tamara Onieva Jiménez
Carlos Núñez Pardo
Francisco José Moreno Novo

1

Índice
1.

Datos experimentales………………………………………………………pag.3
Comprobación de la irreversibilidad de la reacción………………pag.4

2.

Método integral……………………………………………………………………pag.5
 CA0=CB0……………………………………………………………………………..pag.5
CA0≠CB0………………………………………………………………………………….pag.7

3.

Ajuste a la ecuación de arrhenius……………………………pag.10

2

Determinar la ecuación cinética de la reacción en fase líquida:
A+B↔P+R
En el intervalo de temperaturas 310-340 K y concentraciones de reactivos y productos iguales
o inferiores a 2.0 M. Los experimentos se realizarán en un sistema cerrado, reactor
discontinuo, bien agitado y termostatizado. El progreso de la reacción con el tiempo se seguirá
por extracción de muestras a diferentestiempos y análisis de la concentración de P en las
mismas. El método analítico permite determinar la concentración de P con error inferior a
0.005 mol/L. En los intervalos de temperatura y concentraciones utilizados la densidad de la
mezcla reaccionante puede considerarse constante. El mínimo intervalo de tiempo entre
muestras debe ser 0.1 horas. Duración máxima de un experimento 5 días (120horas). Número
máximo de muestras tomadas por experimento: 20.

En primero lugar vamos a plantear experimentos de la reacción directa:
Trabajo='A2_4';c0=[2,2,0,0];T=310
;ts=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,24,48,72,96,120] ;resultados2012_13
Trabajo='A2_4';c0=[2,2,0,0];T=320
;ts=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,24,48,72,96,120] ;resultados2012_13
Trabajo='A2_4';c0=[2,2,0,0];T=330;ts=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,24,48,72,96,120] ;resultados2012_13
Trabajo='A2_4';c0=[2,2,0,0];T=340
;ts=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,24,48,72,96,120] ;resultados2012_13
Y los resultados que recibimos del profesor son:

tiempo
1
2
3
4
5
6
7
8
24
48
72
96
120

[P]
Exp,1 T=310K Exp,2 T=320K Exp,3 T=330K
0.605
0.93
1.222
0.866
1.183
1.427
1.02
1.313
1.526
1.125
1.397
1.587
1.202
1.455
1.629
1.261
1.5
1.66
1.3091.535
1.685
1.349
1.563
1.704
1.61
1.744
1.828
1.722
1.818
1.878
1.772
1.851
1.901
1.802
1.871
1.914
1.823
1.885
1.923

3

Exp,4 T=340K
1.445
1.6
1.671
1.714
1.744
1.766
1.783
1.797
1.882
1.917
1.932
1.941
1.947

Ahora vamos a comprobar si la reacción es irreversible. Para ello mandamos los
siguientes datos:
Trabajo='A2_4';c0=[0,0,2,2];T=310;ts=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,24,48,72,96,120] ;resultados2012_13
Trabajo='A2_4';c0=[0,0,2,2];T=320
;ts=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,24,48,72,96,120] ;resultados2012_13
Trabajo='A2_4';c0=[0,0,2,2];T=330
;ts=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,24,48,72,96,120] ;resultados2012_13
Trabajo='A2_4';c0=[0,0,2,2];T=340
;ts=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,24,48,72,96,120] ;resultados2012_13
Y el profesor nos devuelve:
tiempo
1
2
3
4
5
6
7
8
24
4872
96
120

Exp,1 T=310K Exp,2 T=320K
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2

Exp,3 T=330K
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2

Exp,4 T=340K
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2

Cuando introducimos una cierta concentración de P y R la concentración de P no varía
a lo largo del tiempo, lo que indica que la reacción no se produce, la reacción esirreversible. Al final de la reacción las concentraciones de P y R serán iguales y la de A
será cero.

4

Método integral
Nuestra reacción: A + B→P + R
Partiendo de esta ecuación vamos a calcular la ecuación cinética a partir del método
integral.
En primer lugar suponemos una ecuación de tipo potencial con respecto a la
concentración de reactivo A, donde k es la constante cinética y ny m son el orden de
reacción que deberemos determinar a partir de nuestros datos de forma experimental.

-rA=CA0 ·

= K· CAn · CBm

Para CCA0=CB0
Para A0=CB0
CA= CA0 · (1-xA)

CB = CA

CB= CB0 - CA0 · xA = CA0 · (1-xA)

CA0 ·

= K· CAn+m
= CA0n+m-1 · k · t

·

 Para n+m=1=w
Ln(1-XA)=CAw-1 · k · t
 Para n+m...