Reactor batch isotérmico: cinética de la decoloración alcalina de la fenolftaleína

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA

INFORME N° 2

“Reactor Batch Isotérmico: Cinética de la Decoloración Alcalina de la Fenolftaleína”

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RESUMEN El presente informe se refiere a la “Cinética de la decoloración alcalina de la

fenolftaleína”, el desarrollo experimental se realizó en el laboratorio de Operaciones Unitarias“LOPU”, del departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Santiago, el día 26 de junio del 2010. El objetivo fundamental es determinar a través de corridas experimentales, la ecuación de velocidad, las constantes cinéticas; el efecto de la fuerza iónica debido al efecto sal, energías por efecto de la variación de la temperatura, para la decoloración alcalina de la fenolftaleína utilizandoun reactor discontinuo agitado (RDA o batch) a escala de laboratorio que contiene inicialmente 500 mL de solución de NaOH a 0,1 M y al cual se adiciona 0,2 mL de fenolftaleína de 0,025 M. Para ésta experiencia se realizan ocho corridas experimentales, de las cuales, cuatro se realizan a temperatura ambiente, variando solamente la concentración de sal adicionada (KI), y cuatro sin adición desal, pero con variaciones de temperatura. Luego se registra cada diez segundos la absorbancia entregada por el espectrofotómetro, por un tiempo de 20 minutos. Donde finalmente se verifica que se cumple la Ley de Lambert-Beer, donde la concentración, es directamente proporcional a la absorbancia, ya que a mayor tiempo, la absorbancia disminuye, y por ende la concentración también disminuye. Alvariar la temperatura del sistema, se observó que el valor de las constantes cinética de velocidad de reacción aumenta al aumentar la temperatura. Las energías de activación directa e inversa y el calor de reacción no dependen de la concentración de OH-, pero los factores de frecuencia sí dependen del efecto sal. La energía libre de Gibbs, resulto ser ΔGº < 0, lo que indica que la reacción esespontánea. Se recomienda poner especial cuidado en la manguera de la celda, ya que en ella, no debe circular burbujas de aire.

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ÍNDICE RESUMEN ............................................................................................................................ 1 ÍNDICE................................................................................................................................. 2 1. 2. OBJETIVOS ................................................................................................................. 3 TEORÍA ........................................................................................................................ 4 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. INTRODUCCIÓN....................................................................................................... 4 LEY DE LAMBERT. ................................................................................................... 6 ENERGÍA DE ACTIVACIÓN ........................................................................................ 9 EFECTO SAL EN LA DECOLORACIÓN ALCALINA DE FENOLFTALEÍNA. ..................... 10

EQUIPOS, REACTIVOS YMATERIALES .......................................................... 12 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ................................................................. 14 DATOS ........................................................................................................................ 17RESULTADOS........................................................................................................... 26 DISCUSIONES........................................................................................................... 28 CONCLUSIONES ...................................................................................................... 30 RECOMENDACIONES ............................................................................................ 32 NOMENCLATURA...