Obtención De Datos Cinéticos Mediante El Método Integral Y El Método Diferencial Empleando Como Sistema La Reacción De Saponificación Del Acetato De Etilo.

Práctica Número 2. Obtención de datos cinéticos mediante el método integral y el método diferencial empleando como sistema la reacción de saponificación del acetato de etilo.
2.1 Objetivos:
- Aplicar en el tratamiento de datos experimentales los métodos: integral y diferencial para la determinación de:
a) El orden de reacción
b) La constante de velocidad
c) El tiempo de vida media
- Definirla exactitud y/o la aproximación de cada método, mediante la comparación de los resultados obtenidos con respecto a los datos teóricos existentes.

2.2 Fundamentos teóricos
Como ya se mencionó en la práctica uno, existen diferentes métodos para el monitoreo y la obtención de datos cinéticos durante una reacción química, dando como producto final, datos que normalmente proporcionan algunapropiedad (física o química) contra tiempo. L a obtención de dichos datos experimentales tiene como objetivo el encontrar la ecuación cinética de la reacción, la constante de velocidad y el orden de la reacción. Estos parámetros como tal, son suficientes para conocer el comportamiento cinético de la reacción y se define como:
Velocidad (rapidez) de reacción para reacciones homogéneas (+/-ri)
Sedefine como el cambio en el número de moles por reacción (de reactivo transformado o de producto formado) en volúmenes determinados por unidad de tiempo y será positivo para los productos y negativo para los reactivos.
La velocidad de reacción, considerando como reactivo limitante a A, y con base a la ley de potencias para la reacción aA + bB Productos, se define con lassiguientes expresiones:
a) En función de la concentración
* -rA = -dCa/ dt = kCAα CBβ donde n = α + β

b) En función del grado de avance
* - rA = CA0 dXA / dt = kCAα CBβ donde n = α + β

Donde k y n son las constantes de velocidad y el orden de la reacción respectivamente y se pueden definir como:
Constante de velocidad (k): Recordando la leyde potencias, para la reacción anterior, la velocidad de la reacción química es proporcional a la concentración de cada reactivo, elevado a la α y β, por lo que la expresión queda como:
-rA = α (A) α (B) β
Nota: el signo α que aparece al principio del segundo miembro significa “proporción a:”
Para eliminar el signo de proporcionalidad hay que introducir una constante: k, denominada constantecinética de velocidad de reacción en función de la concentración. En donde α + β son exponentes empíricos y la sumatoria de ellos nos proporciona el orden de la reacción n.
Orden de reacción: Se define como el exponente al cual están elevadas las concentraciones o las presiones parciales (o cualquier otra propiedad) en la ecuación cinética. Siendo el orden total de las reacciones la sumatoria delos órdenes parciales de los reactivos. Cuando el orden de una reacción es cero, quiere decir que la velocidad de la reacción es independiente con la concentración, por lo que el orden indica una dependencia de la velocidad con la concentración. El orden se obtiene de forma experimental y puede ser entero o fraccionario, siendo el valor máximo encontrado hasta el momento de 3.
Métodos de cálculo:a) Método integral
1. Gráfico
2. Analítico por diferenciación numérica
3. Analítico por diferencias finitas
b) Método del tiempo de vida media o de Oswald
c) Método de la velocidades iniciales o de Letort
d) Método de las presiones totales
De los cuales solo se detallan: el método integral, el diferencial analítico por diferenciación numérica y el método de vida media.Método diferencial analítico: Se utiliza directamente la expresión de velocidad de reacción en forma diferencial y se transforma a una forma lineal mediante el uso de logaritmos. La velocidad de reacción se evalúa con datos experimentales. El orden y la constante cinética (k) se determinan con la transformada lineal de la expresión de velocidad de reacción, requieren de datos a intervalos...