Orden de reacción

UNIVERSIDAD MICHOACANA DE
SAN NICOLAS HIDALGO

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
Cinética Química y Catálisis

“Orden de Reacción”

Profesor:
I.Q. Luis Nieto Lemus

Alumnos:
Omar Campuzano Calderón 0802771E


Módulo: 03 Sección: 02

Fecha: 11 de Noviembre del 2011
Una pequeña comba de reacción, equipadacon un dispositivo sensible para la medición de la presión se evacua y carga con una mezcla de 76.94% de reactante A y 23.06% de inertes a 1 atm. La operación se efectúa a 14°C temperatura para que la reacción no transcurra en extensión apreciable. La temperatura se eleva rápidamente a 100°C, sumergiendo la bomba en agua hirviendo obteniendo los siguientes datos:
t(min) | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 |2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 7.0 | 8.0 |
P( atm) | 1.5 | 1.65 | 1.76 | 1.84 | 1.90 | 1.95 | 1.99 | 2.025 | 2.08 | 2.12 | 2.15 | 2.175 |

La ecuación estequiométricos es:

A→2R
Y después de un tiempo suficiente, la reacción se completa.
Prodúzcase una Ec. Cinética que se ajuste a estos datos, expresando las unidades en mol /L min.
Suponiendo idealidad gaseosa:
Para unproceso isocórico:
P1T1=P2T2
P2=T2P1T1
Debido a que la presión del sistema es de 1 atm a 14°C y la reacción transcurre a 100°C, obtenemos la presión inicial a 100°C.
P2=373.15 K×1 atm287.15 K
P2=1.2995 atm
PA0=XAP2
PA0=0.7694×1.2995 atm
PA0=0.9998 atm

PI=XIP2
PA0=0.2306×1.2995 atm
PA0=02997 atm
Para obtener una tabla de datos de PA contra tiempo:
Si:PA=PA0-x (1)
x=PA0-PA (1’)
Por estequiometria:PR=2x (2)
PT=PR+PA+PI (3)
PT0=PA0+PI(4)

Sustituyendo (1) y (2) en (3):
PT=2x+PA0-x+PI
PT=x+PA0+PI
Sustituyendo (1’):
PT=PA0-PA+PA0+PI
Sustituyendo y (4):
PT=PA0-PA+PT0
PA=PA0+PT0- PT
Sustituyendo los valores:

PA=0.9998 atm+1.2995 atm- PT

PA=0.9998 atm+1.2995 atm- PT
PA=2.2993 atm- PT
Entonces, para t= 0.5 min, PT =1.5 atm:
PA=2.2993 atm-1.5atm
PA=0.7993 atm
Al realizar todos los cálculos obtenemos la siguiente:
t (min) | PA (atm) |
0.0 | 0.9998 |
0.5 | 0.7993 |
1.0 | 0.6493 |
1.5 | 0.5393 |
2.0 | 0.4593 |
2.5 | 0.3993 |
3.0 | 0.3493 |
3.5 | 0.3093 |
4.0 | 0.2743 |
5.0 | 0.2193 |
6.0 | 0.1793 |
7.0 | 0.1493 |
8.0 | 0.1243 |

Método Integral:
Como en la gráfica de t vs PA no es una línea recta, por lotanto, no es de orden 0.
Suponiendo que es una reacción de 1°Orden irreversible:
κ1=1tlnCA0CA=1tlnPA0PA0

lnPA=lnPA0-κ1t
y = a + bx
Usando mínimos Cuadrados:
y=lnPA a=lnPA0=-0.19864
x=t b=-κ1=-0.2529 min-1
r=0.97699 Buscar uno mejorSuponiendo una ecuación irreversible de 2° Orden:
κ2=1t1CA-1CA0
1CA=1CA0+κ2t
Si:
nAV=PART
RTPA=RTPA0+κ2t

1PA=1PA0+κ2RT t
y = a+bx
Usando Mínimos Cuadrados:
y=1PA a=1PA0=0.54698 atm-1
x=t b=κ2RT=0.85996 min-1atm-1
r=0.98023 Parecido al 1°, pero puede...