RDTa


REACTOR DISCONTINUO DE TANQUE AGITADO (RDTA) ADIABÁTICO.
Laboratorio Integrado de Ingeniería Industrial





















Raúl Illescas
Guillermo Caruana
Florencia García
Zuria Bauer


1. OBJETIVOS.
Los objetivos de esta práctica son 3:
Determinación de la estequiometria de la reacción
Determinación del calor desprendido por la reacción
Determinación delos parámetros cinéticos de la reacción
Para ello hacemos uso de los balances de materia y energía y de las ecuaciones de trasferencia de calor de un RDTA. Debido a sus características (irreversible, exotérmica y a volumen constante) se ha elegido la reacción entre el Na2S2O3 y el H2O2.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO.
Un RDTA es un reactor que trabaja en régimen no estacionario que podemosconsiderar ideal. En él se introducen los reactivos, los cuales reaccionan en el interior de este. Debido a la agitación que proporciona este reactor consideramos las propiedades físicas iguales en todos los puntos del interior del reactor.

Una reacción química puede expresarse como:
(1)-Balance materia
Donde vj son los coeficientes estequiometricos (positivos para productos y negativos para reactivos) y AJ son los componentes.
Según el Balance de materia de la reacción (régimen no estacionario):
0 0
Entrada  Salida + Generación = Acumulación

La generación se calcularía como : rj = velocidad de reacciónintensiva
La acumulación se calcularía como: Nj = número de moles de Aj en cada instante
Y por tanto : (2)
Teniendo en cuenta que el volumen es constante, la relación entre las velocidades de reacción intensivas y cociente estequiométrico, podemos escribir la ecuación del Balance de materia como:(3)
Donde Cj es la concentración molar de Aj y r es la velocidad de la reacción. Esta es la ecuación principal del balance de materia en un RDTA.
-Balance energia
El balance de energía aplicado a un RDTA que funciona adiabáticamente viene expresado por:
0 0
Entrada  Salida +Generación = Acumulación

La generación se calcularía como:
La acumulación se calcularía como:
Donde:
H = entalpía de reacción (J)
 = densidad de la mezcla reaccionante (kg/m3)
Cp = calor específico másico medio (J/kg·K)

Por tanto:
(4)
Si a esta ecuación le introducimos el valor de(r) de la ecuación (3) ,escribimos nuestra ecuación como:
(5)



Por otra parte , teniendo en cuenta que :

Y

donde hj es la entalpía molar parcial del componente Aj y CPj es la capacidad caloríficamolar de dicho componente, la ecuación (5) puede expresarse de la siguiente manera:
(6)
A partir de esta ecuación y teniendo en cuenta que nuestra reacción es a volumen constante podemos llegar fácilmente a esta ecuación:
(7)
Esta es laecuación general del Balance de energía de un RTDA.

-Aumento de Temperatura
Una ecuación exotérmica producirá un aumento de energía en un RDTA adiabático.
Este aumento puede ser calculado por esta ecuación (fácilmente deducible):

(8)
La evolución de la Tª depende del tiempo.
Para una reacción irreversible en la que intervienen únicamente...