cinetica problemas

Problema 1:
Determinar , a partir de los siguientes datos.
 
 
 
 
 
Método
 
t(min)
P(mmHg)
x
y

Gráfico
Numérico
0
7,5
-
-
-
1,43
1,4
2,5
10,5
2,5
3
1,2
0,97
1
5
12,5
2,5
2
0,8
0,76
0,83
10
15,8
5
3,3
0,66
0,53
0,54
15
17,9
5
2,1
0,42
0,35
0,36
20
19,4
5
1,5
0,3
0,25
0,24

Solución:
Método numérico.
Para el punto inicial

Para puntos intermedios







Para punto finalUtilizando Polymath 5,0 Statics
→ Para un polinomio de cuarto grado
a0
7,5271
a1
1,3125
a2
-0,0718
a3
0,0028
a4
-4,83x10-05


Al derivar cuando t=0,
t(min)

2,5
1,002
5
0,777
10
0,5106
15
0,3685
20
0,2058

Problema 2:
La isomerización irreversible A→B se efectúa en un reactor por lotes y datos que se obtienen son:





Método
t(min)

x
y

Gráfico
0
4
-
-
-
0,42
32,89
3
-1,11
0,37
0,34
5
2,25
2
-0,64
0,32
0,29
8
1,45E+00
3
-0,8
0,26
0,23
10
1
2
-0,45
0,22
0,18
12
0,65
2
-0,35
0,17
0,14
15
0,25
3
-0,4
0,13
0,09
17,5
0,07
2,5
-0,18
0,07
0,04
Determine el orden de reacción () y la constante de velocidad (k) utilizando el método gráfico y polymath.
Solución
Se postula una ley de velocidad

Linealizar la ecuación

Gráfico
 
Polymath
 1,38
-0,86
-0,399
-0,918
1,06
-1,07
-0,339
-1,081
0,81
-1,23
-0,299
-1,267
0,37
-1,47
-0,239
-1,431
0
.1,71
-0,199
-1,614
-0,43
-1,97
-0,159
-1,838
-1,38
-2,4
-0,099
-2,303
-2,66
-3,2
-0,5
-2,993



Problema 3:
Obtener el orden de reacción y la constante de velocidad para la reacción:
ClCOOCCl3↑→2COCl2↑
t(s)
P(mmHg)


0
15,03
15,03
0
51
15,48
14,58
0,03
206
16,74
13,32
0,12
454
18,57
11,49
0,27751
2,03E+01
9,73
0,43
1132
22,27
7,79
0,66
1575
23,98
6,08
0,91
2215
25,89
4,17
1,28
Solución
Método integral
Sabemos que:

Donde P0[A] es la presión parcial inicial de A, Px es una presión parcial y PT presión total
En t=0 P0[B]=0




Como R2 no es mayor a 0,99 no es de orden cero


La reacción es de primer orden, debido a que la recta se ajusta con una R2=0.9999.

Problema 4:
La composiciónen fase gaseosa de la reacción 2A→B, fue monitoreada obteniendo PT obteniéndose los siguientes datos.
t(s)
PT(torr)
PA


0
400
400
0
0
100
322
244
0,4943
0,0006
200
288
176
0,8209
0,00097
300
268
136
1,0789
0,0012
400
256
112
1,2729
0,0014

Solución
Sabemos que:


En t=0 P0[B]=0


Como no se ajusta a la recta no es de orden cero.

Graficando t vs

Como sigue sin ajustarse a la recta no es deprimer orden.
Ahora graficando t vs


La aproximación mas cercana al ajuste es de primer orden, con
Problema 5:
La composición de la fase líquida de una reacción 2A→B fue seguida como una función del tiempo mediante un método espectroscópico, obteniéndose los siguientes resultados:
t(min)



0
0
0,312
0
10
0,089
0,223
0,335831416
20
0,153
0,159
0,674098986
30
0,2
0,112
1,024504317
40
2,30E-010,082
1,336283941

0,312
0
-
Al graficar CA vs t

No se ajusta a la recta, entonces no es de orden cero
Ahora graficando vs t

Como la recta se ajusta con una R2=0,9997 es una reacción de primer orden entonces


Problema 6:
En una reacción de primer orden se descompone la de la sustancia en un segundo .
a) ¿Qué tiempo debe transcurrir para que quede sólo un décimo?
b) ¿Cuántos segundos sonnecesarios para que la reacción se efectúe en un 99%?
Solución


a)


b)


Problema 7:
Se ha investigado que el dimetil-eter ↑ se lleva a cabo:
CH3OCH3→CH4+ CO+ H2
A 552ºC en un reactor a volumen constante:
t(s)
P(mmHg)
PA(mmHg)

0
420
420
0
57
584
338
0,2172
85
662
299
0,3398
114
743
258,5
0,4853
145
815
222,5
0,6353
182
891
184,5
0,8226
219
954
153
1,0098
261
1013
123,5
1,224
299
1054
103
1,4055Calcular el orden de reacción
Solución

t=0 yA0=1, PA0=P0



No se ajusta a la recta entonces no es de orden cero.



Se ajusta a la recta por tanto si es de primer orden


Problema 8:
Una pequeña bomba de reacción equipada con un dispositivo sensible para la medida de P, se evacua y se carga con una mezcla de 76,94% de reactante A y 23,06% de inertes a 1 atm, a 14ºC , tiempo suficientemente...