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Constante Cinética y Orden de Reacción en un Reactor por Lotes.
Reactor Batch I

Práctica I
Laboratorio de Cinética y Reactores

Andrea Contreras
Elisa Fernandez
Olivia Mariscal
Laboratorio de Cinética y Reactores
Universidad Iberoamericana
Equipo # 3

* Introducción:

* Objetivos

* Explicar el principio del método de seguimiento de la reacción utilizando laespectroscopía en la región visible.

* Obtener la relación entre la absorbancia de una solución acuosa de violeta cristal y la concentración del colorante.

* Diseñar los experimentos necesarios y decidir cuál método matemático usar para la determinación de la cinética de la reacción en estudio: violeta cristal y NaOH.

* Calcular el orden de reacción con respecto a cada uno de los reactivos.* Explicar el comportamiento dinámico de un reactor por lotes y relacionarlo con lo obtenido experimentalmente.

* Descripción Experimental

Para comenzar se debió construir una curva de calibración. A partir de una solución 3.13 x10-6 M de violeta cristal previamente preparada se hicieron cinco diluciones agregando 9, 8, 7, 4 y 3 mL de violeta cristal y aforando a 10 mL. Se calibróel instrumento usando agua destilada y después se le midió la transmitancia a cada una de las diluciones.

Posteriormente para obtener la ecuación cinética:
Se colocaron 1, 3, 5, y 9 mL de NaOH 2.00x10-3 M en cuatro matraces aforados de 50 mL y se agregaron alrededor de 30 mL de agua sin alcanzar la marca de aforo. Para cada reacción, se añadieron 20 mL de violeta cristal al matraz parainiciar la reacción, aforando lo más rápido posible con agua destilada a 50 mL e iniciando la cuenta del tiempo cuando la solución de violeta cristal entraba en contacto con la solución en el matraz.
Se tomaron varias muestras de la mezcla de reacción para medir su transmitancia y poder seguir así el desarrollo de la reacción. Durante los primeros 5 minutos las muestras se tomaron cada minuto; acontinuación, se tomaron muestras cada 2 minutos durante 20 minutos; después, el muestreo fue cada 4 minutos durante 20 minutos; finalmente, se hizo un muestro final 15 minutos después, sumando un total de 60 minutos. Una vez tomada cada muestra esta se regresaba al reactor para mantener el volumen constante.

*

* Datos Experimentales y Resultados

Curva de Calibración |   |Concentración de VC(N)= | 3.13E-06 |
Concentración de NaOH= | 2.00E-03 |
Volumen total de dilución (mL)= | 10 |

Volumen de Violeta cristal (mL) | %T | [Violeta cristal] | Absorbancia |
9 | 75.55 | 2.8143E-06 | 0.121765531 |
8 | 77.25 | 2.5016E-06 | 0.112101512 |
7 | 81.5 | 2.1889E-06 | 0.088842391 |
4 | 88.9 | 1.2508E-06 | 0.051098239 |
3 | 92.55 | 9.381E-07 | 0.033623577 |

Ejemplode Cálculo

La concentración de violeta cristal se calculó de la siguiente manera:

Utilizando la fórmula:

Despejando:
Donde:
M1: molaridad del violeta cristal
V1: volumen de violeta cristal
V2: volumen total de la dilución
M2: concentración final de la dilución

La absorbancia se calculó como:

Donde:
A: Absorbancia
%T: porcentaje de transmitancia

Por medio de lagrafica de violeta cristal vs Transmitancia podemos obserrvar que es necesario realizar una grafica adicional de VC vs Absorbancia ya que el porentaje de transmitancia es logaritmico aun que paresca lineal. A diferencia de la grafica de Absorbancia la cual representa un valor mas preciso al otorgarnos el valor de R. En este caso obtuvimos una R= 0.9928 este valor es bastante cercano a 1 por lo quepodemos concluir que la curva de calibracion se asemeja a la realidad.

REACCIÓN 1 |   | | | |
T (°C) = | 21 |   | | | |
V violeta (mL)= | 20 | | | |
V NaOH (mL)= | 1 | | | |
V total (mL)= | 50 | | | |
t (min) | (seg) | %T | A | t(min) | [Violeta] |
1 | 16 | 90.2 | 0.044793462 | 1.266666667 | 1.15758E-06 |
2 | 12 | 91.6 | 0.038104526 | 2.2 | 1.01523E-06 |
3 | 1...