Sinetica quimica
Páginas: 6 (1423 palabras)
Publicado: 6 de marzo de 2011
Febrero, 2011
Reacciones Múltiples
Para estas reacciones, tanto el tamaño del reactor como la distribución de los productos de reacción, están afectados por el tipo de flujo dentro del recipiente. la distinción fundamental entre una reacción simple y las reacciones múltiples: la reacción simple necesita solamente una expresión cinética para describir su comportamiento, mientras que lasreacciones múltiples necesitan más de una expresión Cinética.
Como las reacciones múltiples son de tipos tan variados y parecen tener muy poco en común, no parece lógico la búsqueda de principios generales para efectuar el diseño. Sin embargo, todos los esquemas de reacciones múltiples pueden considerarse como combinación de dos tipos fundamentales de reacciones: reacciones en paralelo y reacciones enserie. Como estos dos tipos fundamentales de reacciones son las piezas básicas o componentes de sistemas de reacción más complicados, que podemos denominar reacciones serie-paralelo.
Variación de la distribución del producto con la temperatura
En las reacciones múltiples si los coeficientes cinéticos de dos etapas son k,
y k, la relación entre las velocidades de estas etapas viene dadapor:
El valor de esta relación varía con la temperatura, según que E1, sea mayor o menor que E2. Es decir,
kl/k2 aumenta si E1 > E2
kl/k2 disminuye si E1, < E2
kl/k2 aumenta si E1 > E2
kl/k2 disminuye si E1, < E2
Cuando T aumenta
Por consiguiente, entre las dos reacciones, la que tenga energía de activación más alta es la más sensible a latemperatura.
De acuerdo con esto podemos establecer la siguiente regla general que nos da el efecto de la temperatura sobre la relación de velocidades de las reacciones consideradas:
“UNA TEMPERATURA ELEVADA FAVORECE LA REACCION DE MAYOR ENERGIA DE ACTIVACION, Y UNA TEMPERATURA BAJA FAVORECE LA REACCION DE MENOR ENERGIA DE ACTIVACION”
EJEMPLOS:
Vamos a aplicar esta regla a distintos tiposde reacciones múltiples, para calcular
la temperatura de operación adecuada.
REACCIONES MULTIPLES
Para reacciones en paralelo
se ha de favorecer la etapa 1 y entorpecer la 2, para que k1,/k2, se haga lo mayor
posible. Por consiguiente, a partir de la regla anterior:
si E1, > E2 emplear T alta
si E1, < E2 emplear T baja
Para reacciones en serie:
se favorece la producción de Rsi se aumenta k,/k2. Por consiguiente:
si E1 > E2 emplear T alta
si E1 < E2 emplear T baja
Para las reacciones generales en serie-paralelo hemos de considerar dos nuevos aspectos. Primero, para etapas ramificarlas, si unas razones aconsejan emplear temperaturaalta y otras temperatura baja, es mejor utilizar una temperatura intermedia ya que dará la distribución más favorable del producto.Como ejemplo consideremos
las reacciones:
Como E1, > E2 es conveniente emplear una temperatura alta, y como E1 < E3 es
conveniente emplear una temperatura baja, y puede demostrarse que la distribución más favorable del producto se obtiene cuando la temperatura satisface la condición siguiente:
Variación del tamaño del recipiente con la temperatura para obtener la máxima producciónLa velocidad máxima de producción requiere tanto que la distribución de los productos sea favorable como que las conversiones sean altas. Si las energías de activación son tales que se obtiene una distribución favorable del producto a temperatura alta, hemos de utilizar la temperatura más alta permisible, ya que entonces las velocidades de reacción son altas y el tamaño del reactor necesario espequeño. Si las energías de activación de las distintas etapas de reacción son iguales, la distribución del producto no está afectada por la temperatura, sin embargo, aun así hemos de operar a la temperatura más alta permisible ya que con ello se hace mínimo t o máxima la producción.
El único problema se presenta cuando la distribución favorable de los productos corresponde a una temperatura...
Reacciones Múltiples
Para estas reacciones, tanto el tamaño del reactor como la distribución de los productos de reacción, están afectados por el tipo de flujo dentro del recipiente. la distinción fundamental entre una reacción simple y las reacciones múltiples: la reacción simple necesita solamente una expresión cinética para describir su comportamiento, mientras que lasreacciones múltiples necesitan más de una expresión Cinética.
Como las reacciones múltiples son de tipos tan variados y parecen tener muy poco en común, no parece lógico la búsqueda de principios generales para efectuar el diseño. Sin embargo, todos los esquemas de reacciones múltiples pueden considerarse como combinación de dos tipos fundamentales de reacciones: reacciones en paralelo y reacciones enserie. Como estos dos tipos fundamentales de reacciones son las piezas básicas o componentes de sistemas de reacción más complicados, que podemos denominar reacciones serie-paralelo.
Variación de la distribución del producto con la temperatura
En las reacciones múltiples si los coeficientes cinéticos de dos etapas son k,
y k, la relación entre las velocidades de estas etapas viene dadapor:
El valor de esta relación varía con la temperatura, según que E1, sea mayor o menor que E2. Es decir,
kl/k2 aumenta si E1 > E2
kl/k2 disminuye si E1, < E2
kl/k2 aumenta si E1 > E2
kl/k2 disminuye si E1, < E2
Cuando T aumenta
Por consiguiente, entre las dos reacciones, la que tenga energía de activación más alta es la más sensible a latemperatura.
De acuerdo con esto podemos establecer la siguiente regla general que nos da el efecto de la temperatura sobre la relación de velocidades de las reacciones consideradas:
“UNA TEMPERATURA ELEVADA FAVORECE LA REACCION DE MAYOR ENERGIA DE ACTIVACION, Y UNA TEMPERATURA BAJA FAVORECE LA REACCION DE MENOR ENERGIA DE ACTIVACION”
EJEMPLOS:
Vamos a aplicar esta regla a distintos tiposde reacciones múltiples, para calcular
la temperatura de operación adecuada.
REACCIONES MULTIPLES
Para reacciones en paralelo
se ha de favorecer la etapa 1 y entorpecer la 2, para que k1,/k2, se haga lo mayor
posible. Por consiguiente, a partir de la regla anterior:
si E1, > E2 emplear T alta
si E1, < E2 emplear T baja
Para reacciones en serie:
se favorece la producción de Rsi se aumenta k,/k2. Por consiguiente:
si E1 > E2 emplear T alta
si E1 < E2 emplear T baja
Para las reacciones generales en serie-paralelo hemos de considerar dos nuevos aspectos. Primero, para etapas ramificarlas, si unas razones aconsejan emplear temperaturaalta y otras temperatura baja, es mejor utilizar una temperatura intermedia ya que dará la distribución más favorable del producto.Como ejemplo consideremos
las reacciones:
Como E1, > E2 es conveniente emplear una temperatura alta, y como E1 < E3 es
conveniente emplear una temperatura baja, y puede demostrarse que la distribución más favorable del producto se obtiene cuando la temperatura satisface la condición siguiente:
Variación del tamaño del recipiente con la temperatura para obtener la máxima producciónLa velocidad máxima de producción requiere tanto que la distribución de los productos sea favorable como que las conversiones sean altas. Si las energías de activación son tales que se obtiene una distribución favorable del producto a temperatura alta, hemos de utilizar la temperatura más alta permisible, ya que entonces las velocidades de reacción son altas y el tamaño del reactor necesario espequeño. Si las energías de activación de las distintas etapas de reacción son iguales, la distribución del producto no está afectada por la temperatura, sin embargo, aun así hemos de operar a la temperatura más alta permisible ya que con ello se hace mínimo t o máxima la producción.
El único problema se presenta cuando la distribución favorable de los productos corresponde a una temperatura...
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