informe

UNIVERSIDAD DEL ATLANTICO
DETERMINACION DEL ORDEN DE REACCION EN CINETICA QUIMICA
DISEÑO DE REACTORES
LAURA SANCHEZ SILVERA
1) Método integral
Este método emplea un procedimiento de ensayo y error para determinar el orden de reacción. Para analizar los datos de velocidad por este método, se busca la función apropiada de la concentración que corresponde a una ley de velocidad específica quesea lineal respecto al tiempo.
Para aplicar el método integral se deben seguir los siguientes pasos
a. Se supone el orden de reacción y se integra la ecuación de balance de moles.
b. Se calcula la función de concentración resultante para los datos y se grafica en función del tiempo. Si la gráfica obtenida es lineal, es probable que el orden supuesto sea el orden de reacción correcto.
c. Sila gráfica obtenida no es lineal, se prueba otro orden de reacción y se repite el procedimiento. [1]
2) Método diferencial
La teoría del método es como sigue. La velocidad instantánea de una reacción de enésimo orden en la cual sólo reaccione una sustancia es proporcional a la enésima potencia de su concentración:

Entonces,


En consecuencia, al graficar contra se obtendrá una línearecta si la reacción es de orden simple; la pendiente será el orden n y la intersección . Sin embargo, es imposible obtener un valor preciso para k de una gráfica de este tipo [2].

3) Método de vida media
Este método se aplica cuando la ecuación cinética tiene la forma v = k[A]n es decir, es de orden n con respecto a un único reactivo. Cuando n = 1, y es independiente de la concentración.
Sin es diferente de 1 se tiene que , tomando logaritmos se tiene que

De manera que representando ln(t1/ 2) frente a ln[A]0 se obtiene una recta de pendiente n-1. De la ordenada en el origen, una vez conocido el orden de reacción se puede determinar el valor de k.
El orden de una reacción se determina evaluando las vidas medias a dos concentraciones iniciales diferentes, y . Las vidasmedias se relacionan como sigue:

Y el orden se puede determinar de la siguiente forma:

Este método puede dar resultados equívocos si la reacción no es de orden simple o en caso de que haya complicaciones, por ejemplo inhibición debida a los productos.[3]

4) Método de las velocidades iniciales
Se basa en la medida de la velocidad inicial, Vo, para a diversas mezclas de reacción en las que semantienen constantes todas las concentraciones excepto una. En esas condiciones la velocidad aparece como una función de la única concentración variable y, por lo tanto, se puede determinar fácilmente el orden de reacción respecto a dicha especie. así, en la reacción anterior, para determinar n se mantendría constante la concentración de b y se haría uso de la expresión:
Vo = k' [A]on
Donde k'incluye el término constante de concentración de b. Tomando logaritmos resulta:
log Vo = log k' + n log [A]o
Que es la ecuación de una recta. una serie de experiencias realizadas para diversas concentraciones iniciales de A permitirá obtener diversos puntos de la recta. El orden de reacción, n, es la pendiente de la recta, que puede obtenerse ajustando por mínimos cuadrados. [4].

5) Método deaislamiento o excesos
Para una reacción dada A + B Productos, si la velocidad depende de la concentración de más de un reactivo, v = k[A]a[B]b la ecuación de velocidad se puede determinar utilizando el método de aislamiento de Ostwald que consiste en planificar las experiencias de forma que la concentración de un reactivo se mantenga constante mientras que la de otro va cambiando. Estonormalmente se logra haciendo que una de las concentraciones esté en exceso de forma que no varíe al transcurrir la reacción.
Si [B] es demasiado grande con respecto a [A], entonces [B] se puede considerar como constante y k’ = k [B]b, donde k’ se denomina constante aparente de velocidad
Esto simplifica la ecuación de velocidad, haciendo que ésta dependa sólo de la concentración de un reactivo,...