Curso de Verano Parte I Cinetica Quimica

2014

Curso de Diseño de Reactores.
Parte I : Fundamentos de
Cinética Química Aplicada.

Sergio Enrique Álvarez García
Universidad Nacional de Ingeniera
25/02/2014

OBJETIVOS
La materia presentada tiene como objetivo conocer y aplicar las estrategias necesarias para
deducir las ecuaciones cinéticas que describen reacciones o procesos químicos, tanto
homogéneos como heterogéneos, en ausencia y enpresencia de catalizadores. La determinación
de estas expresiones matemáticas será imprescindible para abordar el diseño del reactor
industrial. Se enfatizará en la descripción de los reactores más empleados para la obtención de
datos cinéticos y en la utilización de distintos métodos de cálculo que permitan definir la
ecuación cinética propuesta.
PREREQUISITOS
CONOCIMIENTOS PREVIOS
Se requierede los alumnos que posean conocimientos básicos de Matemáticas (resolución de
integrales y ecuaciones diferenciales), Química General I y II, Termodinámica Química
(estequiometría, equilibrio) y Nociones de Balances de materia y Energía, y Operaciones de
Transferencia de Masa, para poder seguir adecuadamente los contenidos que se incluyen en el
módulo.
COMPETENCIAS



Comprender los principios dela cinética de las reacciones químicas, tanto en sistemas
homogéneos como en los distintos sistemas heterogéneos, en ausencia y presencia de
catalizadores para formular correctamente las ecuaciones de velocidad correspondientes.



Aplicar eficazmente los métodos que permiten definir las ecuaciones cinéticas y sus
parámetros a partir de datos obtenidos en reactores básicos.

METODOLOGÍA
El módulodidáctico incluye transparencias autoexplicativas que contienen de forma ordenada los
aspectos teórico-prácticos más importantes de la disciplina. Se aportan numerosos esquemas y
ejemplos (35) que permiten la fácil asimilación y aplicación de los conceptos más relevantes.
Asimismo, se ofrece una colección de ejercicios con las soluciones cuya resolución ofrecerá una
herramienta para laauto-evaluación. Todo este material se acompaña de un conjunto de
referencias bibliográficas de consulta y profundización.
El módulo didáctico requiere una dedicación por parte del alumno de aproximadamente 150
horas, equivalente a 6 ECTS.
CONTENIDOS
Tema 1. El alcance y conceptos básicos de la Cinética Química Aplicada
Tema 2. Ecuaciones cinéticas
Tema 3. Métodos diferenciales de análisis de datoscinéticos
Tema 4. Métodos integrales de análisis de datos cinéticos
Tema 5. Catálisis homogénea
Tema 6. Catalizadores sólidos
Tema 7. Mecanismos de reacción sobre catalizadores sólidos
Tema 8. Métodos cinéticos en catálisis heterogénea
Tema 9. Reacciones heterogéneas no catalíticas
Tema 10. Reacciones enzimáticas

Tema 1 – El Alcance Y Conceptos Básicos de la Cinética Química Aplicada

1

TEMA 1.
ELALCANCE Y CONCEPTOS BÁSICOS
DE LA CINÉTICA QUÍMICA APLICADA

OCW © Rubén López Fonseca – Departamento de Ingeniería Química – Universidad del País Vasco/EHU

Tema 1 – El Alcance Y Conceptos Básicos de la Cinética Química Aplicada

2

IMPORTANCIA DE LAS TRANSFORMACIONES
(REACCIONES) QUÍMICAS
Las reacciones químicas se producen incesantemente en la naturaleza
y son la base de numerosos procesos químicosindustriales
El reactor es la piedra angular de la mayoría de los procesos químicos
a escala industrial
Si bien los costes de separación determinan en gran medida el coste
global del proceso, éstos dependen a menudo del reactor empleado

REACTIVOS

S
E
P
A
R
A
D
O
R

REACTOR
QUÍMICO

IMPUREZAS

S
E
P
A
R
A
D
O
R

PRODUCTOS

SUBPRODUCTOS
NO DESEADOS

OCW © Rubén López Fonseca – Departamento deIngeniería Química – Universidad del País Vasco/EHU

Tema 1 – El Alcance Y Conceptos Básicos de la Cinética Química Aplicada

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PAPEL DE LA CINÉTICA QUÍMICA
EN EL DISEÑO DE REACTORES
La cinética química aplicada tiene como objetivo predecir y entender el
comportamiento de las reacciones químicas, y proporciona la
metodología para su descripción matemática (ecuación cinética)
La cinética química,...