Reacciones Fluido-Fluido

FACULTAD DE INGENIERÍA

CINÉTICA

NOMBRE DE ING.
MARÍA ESTHER CERECERO ENRÍQUEZ

NOMBRE DEL TRABAJO
RESUMEN

NOMBRE DEL ALUMNO
JOSÉ ÁNGEL MEDINA ZÚÑIGA

BOCA DEL RIO, VERACRUZ.

REACCIONES FLUIDO – FLUIDO

Las reacciones fluido – fluido son muy frecuentes en reacciones químicas y tienen por objetivo la síntesis de determinados compuestos o la separación de un productodeterminado.
Existen ejemplos de reacciones gas – liquido como oxidaciones, hidrogenaciones, halogenaciones, hidro-halogenaciones, eliminación de monóxido y dióxido de carbono, de sulfuro de hidrogeno, dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, etc.

PERFIL DE CONCENTRACIÓN

El transporte de una especie de la fase gaseosa a la fase liquida, donde es soluble, se realiza debido a la diferencia depotencial químico entre las 2 fases (mayor en la gaseosa) y se manifiesta en forma de diferencia de concentraciones. En todo punto del sistema en el que las 2 fases están en contacto existe una interface que las separa.
La diferenciación de la solución proporciona el perfil de concentraciones en las cercanías de la interface y por lo tanto la densidad de flujo. Este procedimiento no es aplicable enmuchos casos debido al desconocimiento del perfil exacto de flujo en las cercanías de la interface. Por tanto, para explicar adecuadamente el proceso de disolución de un gas en un líquido, en estado estacionario, debe considerarse un modelo con 2 resistencias en serie como el reflejado en la fig. 4.1
En ella se muestran los perfiles de composición en la película gaseosa laminar desde pA,que es la presión parcial uniforme del gas a absorber en toda la masa global de gas, hasta pAi que corresponde a la presión parcial de dicho gas en la interface. La interface no presenta resistencia alguna a la transferencia de materia y por tanto cAi que corresponde a la concentración de A en la interface se encuentra en equilibrio con pAi y esta relación puede venir expresada mediante la ley deequilibrio de Henry, de manera que:
pAi = HA cAi
Expresión en la que HA es la constante de Henry, en Pa*m3*mol-1 que es función de la temperatura y del gas a absorber. Un valor muy alto de HA a una temperatura dada implica la existencia de un gas poco soluble mientras que un valor de HA bajo implica un gas relativamente soluble. Debe indicarse que la solubilidad de los gases en agua disminuye amedida que aumenta la temperatura.
El perfil de concentracion en la pelicula liquida viene dado entre cAi y cA, que corresponde a la concentracion de A disuelta en el liquido.
MODULO DE HATTA
El parámetro MH sirve para deducir cuando una reacción es lenta o rápida.
Para esto solamente se considerará la interface gas-líquido y se supondrá que la resistencia de la fase gaseosa esdespreciable. Se ha definido el parámetro de conversión en la película como:


La expresión de MH2 se puede transformar en:

Si MH2 es mucho mayor que la unidad significa que la transferencia es muy rápida, lo que a su vez significa que la velocidad de reacción química es muy alta y que la velocidad global solo dependerá de la difusión, por lo que la reacción re producirá íntegramente en la película yla superficie de la misma será el factor limitante de la velocidad.
Por el contrario, si MH2 es muy pequeño significa que la reacción química es muy lenta y que la difusión no es el factor limitante. Por lo tanto para favorecer la reacción, lo único que se necesita es un gran volumen de reacción.
De manera más precisa se ha encontrado que:
• Si MH2 es mayor que 4, la reacción se efectúa enla película y se tendrían los casos A, B, C o D considerados en la Figura 4.
• Si el valor de MH2 se encuentra entre 0.0004 y 4, la situación corresponde a los casos intermedios E, F, G.
• Si MH2 es mucho menor que 0.0004 la reacción es infinitamente lenta y corresponde al caso H. La reacción se daría en el seno del líquido aunque la principal resistencia puede estar en cualquier sitio, la...