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CINETICA DE LAS REACCIONES HETEROGENEAS
CINETICA DE LAS REACCIONES HETEROGENEAS 1
1. Procesos heterogéneos en metalurgia extractiva 2
2. Velocidad de reacción en sistemas heterogéneos 2
Dependencia de la velocidad de reacción 2
Velocidad de reacción y leyes experimentales 5
Efecto de la temperatura 7
La teoría de la velocidad absoluta de reacción 9
3. Etapas controlantes 10
Reaccionessólido-líquido sin formación de capa de productos sólidos 10
Reacciones sólido-fluido con formación de una capa de productos sólidos 15
4. Modelización en sistemas sólido-fluido 20
Modelo para control químico 21
Modelo para el control por transporte de materia en la película fluida 26
Modelo para el control por transporte de materia en la capa de productos 29
5. Sistemas multipartícula 31Modelos basados en funciones matemáticas de distribución 33
6. Cinética electroquímica 36
Velocidad de reacción electroquímica 36
Control cinético en sistemas electroquímicos 38
Control electroquímico 39
7. Bibliografía 40
REACTORES IDEALES CONCEPTOS DE DISEÑO 41
8. REACTORES DISCONTINUOS (BATCH) 43
9. REACTORES IDEALES CONTINUOS 44
Reactores de Flujo Pistón 45
Reactores PerfectamenteMezclados 48
Comparación entre Reactores de MP y FP 53
10. REACTORES PERFECTAMENTE MEZCLADOS EN SERIE 55
Análisis gráfico de reactores en serie 56
Comparación entre un Reactor FP y una serie de Reactores MP en serie 58

Una vez que se dispone de las herramientas termodinámica para poder predecir si un determinado proceso es posible o no, todavía se requiere información adicional antes de laaplicación industrial del mismo. Esto es así porque después de conocer los mejores condiciones de temperatura o presión para desplazar una reacción en el sentido adecuado, hay que saber en cuanto tiempo lo hace, es decir, cual es su velocidad. Evidentemente, detrás de este nuevo aspecto del problema está la productividad del proceso y por tanto su viabilidad económica .Sin embargo, esto no es sencillode hacer.
En este capítulo se aborda esta problemática analizando las situaciones más comunes que se pueden presentar en el ámbito de las reacciones heterogéneas, que son las que prácticamente constituyen la totalidad de las de metalurgia extractiva.

1. Procesos heterogéneos en metalurgia extractiva

La información termodinámica permite la determinación de la posición del equilibrio, asícomo de las energías involucradas en cualquier transformación química. En términos de ingeniería de procesos, esta información suele ser suficiente para reacciones rápidas tales como muchas de las que se realizan a temperatura elevada. Sin embargo, muchos procesos de importancia, sobre todo en hidrometalurgia, se verifican en condiciones de baja o moderada velocidad de reacción. En este caso, lainformación cinética es esencial para el diseño de los procesos.
La cinética estudia los sistemas lejos del equilibrio y en la coordenada tiempo. No sólo es útil en diseño sino también en la investigación de mecanismos de reacción. Si se conocen las etapas a través de las cuales se verifica una reacción, se tienen las condiciones para favorecerla o inhibirla.
En este capítulo, se tratan lasreacciones heterogéneas no catalizadas puesto que así transcurren la inmensa mayoría de procesos de la metalurgia extractiva. La Tabla I resume los principales tipos de ellos. Muchos conceptos de la cinética homogénea como son orden de reacción, energía de activación, complejo activado, etc., se mantienen en cinética heterogéneo. No obstante, existe una característica diferencial: la reacción tiene lugaren, o a través de una interfase.

2. Velocidad de reacción en sistemas heterogéneos

Una velocidad de reacción es una expresión cuantitativa del cambio de composición de un sistema en función del tiempo. Es conveniente examinar previamente las dependencias generales en la cinética heterogénea antes de plantear expresiones de velocidad y leyes experimentales

Dependencia de la velocidad de...