Estudio Cinético De Un Reactor Continuo Tubular

Objeto de la práctica

Se emplea como reacción de estudio la hidrólisis alcalina de un éster, en concreto la saponificación del acetato de etilo con NaOH diluido en fase acuosa. La reacción se lleva a cabo en un reactor tubular en régimen continuo.

Los objetivos de la práctica son los siguientes:

➢ Realizar el seguimiento experimental de la conversión de lareacción de hidrólisis alcalina de un éster, en nuestro caso, la saponificación del acetato de etilo, en distintos puntos del reactor tubular.

➢ Utilizar la ecuación de diseño de un reactor de flujo de pistón para determinar la constante cinética de la reacción, a una temperatura dada.

Material necesario

- MATERIAL:

▪ Reactor tubular de vidrio de 11litros de capacidad (graduado de litro en litro), con rebosadero y descarga inferior. Diámetro aproximado: 8,97 cm. Longitud aproximada: 1,60 m. presenta tres punto de toma de muestra situados de la siguiente manera:


|Punto de toma de muestras |Volumen reactor (L) |
|Primer punto|5,3 |
|Segundo punto |6,2 |
|Tercer punto |11,0 |


▪ Bomba peristáltica dedos cabezales independientes, con regulación manual de la velocidad de giro de los cabezales.
▪ Dos depósitos de plástico aforados hasta 25 litros, equipados con una boca de salida de reactivos y una boca de recirculación de los mismos.
▪ Una sonda de temperatura equipada con registro de lectura.
▪ Tubos para conexiones de silicona para llevar losreactivos al reactor y para la descarga del mismo por la parte inferior.
▪ Pinzas Hoffman.
▪ Cronómetros.
▪ Balanza analítica Kern 440-47N máximo: 2000 gramos.
▪ Espátula.
▪ Vasos de precipitado.
▪ Varillas de vidrio.
▪ Matraces erlenmeyer.
▪ Probetas.
▪Pipetas 1-10 ml.
▪ Buretas.
▪ Embudos.



- REACTIVOS:

▪ Acetato de etilo: PRS Panreac; 141318 (1000 mL); 0,903 kg/L; riqueza: 99%; M = 88,10 g/mol.
▪ Lentejas de NaOH: Baker Grade; Lote nº 9723720011 (1 kg) riqueza: 97%; M = 40,00 g/mol.
▪ Ácido clorhídrico 0,01M.
▪ Alcohol etílico del 96%:JVF (100mL); 0,1 g de benzalconico.
▪ Fenolftaleína.
▪ Agua destilada.

Fundamento teórico

La ecuación de diseño de un reactor tubular es la siguiente:
[pic]
Siendo:
- V: el volumen del reactor (L)
- [pic]: la concentración inicial de reactivo A en la alimentación (mol/L)
- V0: el flujo volumétrico alimentado al reactor(L/min)
- (-va): la velocidad de desaparición del reactivo A (mol/(L·min))
- x: la conversión de reactivo A

[pic]

En la práctica se emplean condiciones isotérmicas en la alimentación al reactor, y se supone densidad constante de la mezcla y flujo de pistón ideal.
En la reacción de saponificación de acetato de etilo con NaOH diluido en fase acuosa se obtienen como productosacetato sódico y alcohol etílico:

CH3COO-CH2CH3 + NaOH → CH3COO-Na + CH3CH2-OH

O bien, de forma esquemática:


A + B → Productos

La reacción puede considerarse irreversible, y sigue una cinética global de orden dos (ver Práctica 1). Por tanto, la velocidad de reacción para la reacción de saponificación de acetato de etilo, empleando concentraciones estequiométricas de...