Influencia de la concenteracion en la velocidad de reacción

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
E.S.I.Q.I.E.
LABORATORIO DE INGENIERIA DE REACTORES 1

PRACTICA No. 4

“INFLUENCIA DE LA CONCENTERACION EN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN EMPLEADO COMO SISTEMA EL ALCOHOL ETÍLICO Y EL ÁCIDO CRÓMICO”

OBJETIVOS
* Definir por la expresión de la velocidad de reacción, el efecto que tiene la variación de la concentracion en la misma velocidad
* Determinar porlos métodos matematicos empleados el orden de reacción asi como el coeficiente cinético.
* Establecer la existencia de influencia entre la relación molar y el orden de reacción.
* Adquirir la habilidades adecuadas para la toma de muestras, asi como para medir su concentracion y determinar su relación con respecto al tiempo.
* Seleccionar el metodomas apropiado para la obtención de losdatos cinéticos para calcular la velocidad de reacción.

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
El objetivo fundamental de la cinética de reacciones es la investigación del mecanismo por el cual transcurre una determinada reacción. Todos los problemas cinéticos tienen un doble aspecto. En primer lugar se trata de estudiar la reacción desde un punto de vista experimental para hallar la ecuación cinética a laque responde la velocidad. Esta ecuación nos da las especies químicas cuya concentración influye en la velocidad. En segundo lugar se trata de plantear un mecanismo (es decir un sistema de ecuaciones diferenciales) cuya solución nos lleve a la ecuación cinética hallada experimentalmente. Entonces decimos que el mecanismo propuesto es compatible con los datos experimentales.
Los dos primeroscapítulos se dedican al estudio de los métodos experimentales para encontrar la ecuación cinética (ó ecuación de velocidad) de una reacción química. Esta ecuación cinética es una ecuación diferencial que nos da la velocidad de la reacción en función de las concentraciones de la substancias que participan en la reacción.

Las velocidades de reacción se pueden determinar siguiendo el cambio deconcentración de un reactivo o de un producto, encontrándose además que existe una proporcionalidad con respecto a varias potencias, expresadas por la ley de velocidad, en forma matemática. La ley de velocidad expresa la relación de la velocidad de una reacción con la constante de velocidad y la concentración de los reactivos, elevads a alguna potencia.
La ecuación química describe el resultado general deuan reacción química, misma que se puede efectuar en una o varias etapas, las cuales conocemos como reacciones elementales que en conjunto describen lo que esta sucediendo a nivel molecular, por ejemplo:
aA + bB cC + dD
De la ecuación anterior se puede observar que la velocidad de reacción será proporcional al número de colisiones entre moléculas de A y B por unidad de volumen.riri∝naVnbV ; Si Ci = ni / V
Por tanto, la velocidad de reacción dependerá de la concentración de ambos compuestos. Por consiguiente, agregando una constante de proporcionalidad, la velocidad de transformación de A puede expresarse en términos de concentraciones molares:
-rA = k CAα CBβ

Siendo k, la constante de velocidad correspondiente y el orden de reacción global n se define como la suma de losexponente a los que se elevan todas las concentraciones de los reactivos (n = α + β).
Resulta claro que éste no puede ser el caso de una reacción catalizada, puesto que la función del catalizador sigue esquemas de mayor complejidad. En consecuencia, la velocidad de una reacción que tiene lugar en presencia de un catalizador no responderá a la ecuación deducida de la estequiometria del sistema;es decir, se trata de reacciones complejas que transcurren a través de diversos pasos intermedios siguiendo mecanismos mas complicados debido a la acción del catalizador.
Sin embargo, la expresión cinética que pueda deducirse, teniendo en cuenta la presencia del catalizador, tendrá una forma semejante a las obtenidas en el tratamiento de reacciones elementales.
r = k ƒ(C)
Que igualmente,...