Descomposición Catalitica Del Peroxido De Hidrogeno

ESTUDIO CINÉTICO DE LA DESCOMPOSICIÓN CATALÍTICA DEL PERÓXIDO
DE HIDRÓGENO
*

ALI E. DÍAZ C. ( )
Área de Investigación, Dirección de Estudios Especiales, Ministerio de Transportes y Comunicaciones, Lima.
Escuela Profesional de Ingeniería Agroindustrial, Universidad Nacional Federico Villarreal, Lima.
Doctorado en Ingeniería de Procesos, Universidad Nacional de San Agustín, Arequipa.RESUMEN
El objetivo principal de este trabajo es determinar la cinética de la descomposición catalítica del peróxido de
hidrógeno con dicromato de potasio. Para realizar el estudio de la cinética se determinó la presión del
oxígeno a partir de la presión total del gas encerrado para diferentes temperaturas y a partir de estos datos se
determinaron los perfiles de concentración del oxigeno y delperóxido de hidrógeno . El orden de reacción
encontrado utilizando el método diferencial mediante regresión lineal fue de primer orden y energía de
activación igual a 71839,29 J/mol.
Palabras claves: Cinética química, descomposición del peróxido de hidrógeno, orden de reacción,
energía de activación, Ecuación de Arrhenius
ABSTRACT
The main objective of this study is to determine the kinetics ofthe catalytic decom position of hydrogen
peroxide with potassium dichromate. For the study of the kinetics was determined pressure oxygen from the
enclosed total gas pressure for various temperatures and from these data were determined concentration
profiles of oxygen and hydrogen peroxide. The reaction order found using the differential method using linear
regression was first order andactivation energy equal to 71839,29 J / mol.
Keywords: Chemical kinetics, decomposition of hydrogen peroxide, reaction order, activation ene rgy,
Arrhenius Equation

1.

INTRODUCCIÓN

La estequiometria es la siguiente:

La descomposición del peróxido de
hidrógeno tiene lugar según la
reacción:

Componente
SJ

B
1

C
1/2

Δ
1/2

Seleccionando el estado inicial como
estado dereferencia y considerando
que solo se carga A al reactor

H 2O2  H 2O  1 2 O2

El peróxido de Hidrógeno se
descompone en fase gaseosa en
H2O2 y en O2 donde la velocidad de
reacción varía por acción de la
temperatura,
observándose
experimentalmente
que
dicha
velocidad
aumentará
con
la
temperatura.
2.

A
-1

C0 = CA(0)

yA(0)=1

yC(0)=0

nI


C A ( )  C0  y j(0)   ( s j ) Z m ( )
m



Simplificando esta ecuación se tiene:

C A  C0 1  Z 

La descomposición del peróxido de
hidrógeno tiene lugar según la
reacción:

H 2O2 k  H 2O  1 2 O2 , o también:


(1)

t 
dZ
 r  cr 
C 
d
 0

REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

(2)

Como



t

, diferenciando
t cr
ecuación se tiene:

2 A k  2B  C

1

estad 

1
dt
tcr

Reemplazando (8) en (11):

(3)

Pt  P0  1  1 2 Z 

(12)

Reemplazando (3) en (2):
Despejando Z se tiene:

dZ
r

dt C0

r  kCA

(4)



P

Z  2   t  1
P

0


(13)

(5)
Diferenciando Z respecto al tiempo:

Reemplazando (1) en (5):
r  kC0 1  Z 




dZ
2 dPt

dt P0 dt

(6)

(14)

Reemplazando (6) en (4):Reemplazando (13) y (14) en (7):

dZ kC0 1  Z 

,
dt
C0
ecuación se tiene:

 2  dPt
 Pt

 1 

 P  dt  kC0 1  2 P  1 ,


 0
0









operando

esta

Operando adecuadamente se tiene:

dZ
 1

 kC0 1  Z 
dt

(7)

 P 
dPt
P 
 1 
 k   0   C0 3   2  t 


dt
2
  P0 

El número demoles totales se calcula
a partir de

Pt , es la presión del O2 que se está
formando.

Reemplazando equivalencias se tiene:
(8)

P0 , es la presión de referencia del O2

Considerando que el oxígeno se
comporta
en
forma
ideal:
P V  N  RT , su expresión es
equivalente a:

P0 V  NTOTAL 0  RT0

Pt V  NTOTAL t  RT1

C0 es la concentración inicial del
peróxido de...