Cinetica

1. INTRODUCCIÓN
1.1.Balance de materia en un RDTA
El reactor discontinuo de tanque agitado, es un modelo ideal de reactor químico, en el que no hay entrada ni salida de reactantes o productos, mientras tiene lugar la reacción o reacciones químicas que en él se desarrollan. Este reactor es típico de reacciones en fase liquida, por lo que normalmente podemos considerar que opera a V y Pconstantes. Dicho todo esto el balance de materia queda de la siguiente manera:
dcjdt= vj r j=1,2..S
1.2. La reacción de saponificación del acetato de etilo con NaOH
Esta es la reacción que vamos a estudiar en el RDTA y que tiene la siguiente estequiometria:
CH3COOOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH
La velocidad de reacción es adecuada para poderla seguir en el laboratorio. En cuanto al mecanismo dehidrólisis, se explica, por una acción nucleófila del grupo oxhidrilo sobre el éster. La cinética es muy compleja, no obstante, a concentraciones pequeñas de reactantes, puede suponerse que la concentración del complejo de adición es muy baja, y las velocidades de las reacciones inversas son despreciables frente a las de las reacciones directas. Por lo que puede admitirse que la reacción esirreversible y de segundo orden global, es decir, r solo depende de la concentración de éster y álcali presentes:

r=K∙CH3COOC2H5∙OH-=K∙C1∙C2

1.3. La reacción de saponificación del acetato de etilo en un RDTA
La velocidad de reacción se puede escribir de la siguiente manera:
r=K∙C1∙C2=K∙C2
si la reacción de saponificación se efectúa en un RDTA, con las mismas concentraciones molares iniciales(c1=c2) de los dos reactivos (acetato de etilo y sosa). Si esta expresión la sustituimos en el balance de materia de un RDTA, aplicado al hidróxido de sodio, separamos variables e integramos nos queda:
1C-1C0=K∙t
Si representamos los valores de 1/C frente a t, obtendremos una representación lineal, en la que podremos determinar el valor de la constante cinética de la reacción a partir de lapendiente de la gráfica.
1.4. Análisis de la cinética de la reacción de saponificación del acetato de etilo por conductimetría
Conforme transcurre la reacción se produce una variación de la conductividad de la disolución. Podemos asociar la variación de la conductividad de la mezcla reactante a la desaparición del hidróxido de sodio ya que al disminuir la concentración de dicho reactantedisminuye la conductividad de la disolución. A partir de la medida de la conductividad y de la ecuación del calibrado del conductímetro a la temperatura de operación podemos determinar la concentración de sosa en cada instante.
1.5. Variación de la constante cinética de reacción con la temperatura
Tomando logaritmos en la ecuación de Arrhenius nos queda la siguiente expresión:
lnK=lnA- ER ∙1T
queconociendo los distintos valores de K a distintas temperaturas, es posible obtener una línea recta de la cual, el valor de la pendiente, es la energía de activación de la hidrólisis del acetato de etilo y de la ordenada en el origen, el factor preexponencial de la ecuación de Arrhenius.
2. OBJETO DE LA PRÁCTICA
Calcular la constante cinética de la reacción de saponificación del acetato de etilo adiferentes temperaturas y posteriormente, con los valores de las constantes cinéticas a las distintas temperaturas, comprobaremos el cumplimiento de la ecuación de Arrhenius y determinaremos el valor de la energía de activación de esta reacción.
3. DISPOSITIVO EXPERIMENTAL

Nuestro reactor es un RDTA y consta de un vaso de precipitados al que se ha acoplado un sistema de agitación. Estereactor se encuentra en un baño termostatado a fin de mantener constante la temperatura de reacción. Temperatura que controlaremos mediante el sistema de refrigeración y una resistencia eléctrica
conectada a un controlador de temperatura (que permanecerá siempre encendida). Mediante el conductímetro determinaremos la concentración de sosa que hay en el reactor en cada momento.

4. MATERIALES Y...