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TRABAJO PRÁCTICO N° 2

TAC isotérmico ideal
“Saponificación del acetato de etilo”

Integrantes:

Daniel Melinkoff
Natalia Cañete

Procedimiento analítico

3.1. Determinación de la concentración de acetato de etilo en función del tiempo al alcanzar el rebosadero del TAC (período de llenado, estado no estacionario):

v*CA0-rA*Vt=dVt*CAdt
-rA=kC*CA*CB y Vt=v*t

y comoCA=CB

-rA=kC*CA2
CA0-kC*CA2*t=dCA*tdt
CA0-kC*CA2*t=CA+dCAdt

Esta ecuación diferencial la resolveremos con el método de Euler de la siguiente forma:
γi+1=γi+h*f(γi;ti)
Siendo:
γi: Concentración de NaOH en el tiempo i
γ0=CA0=0.2N

f=función: dCAdt
h=b-an ;
b:valor final de conentración
a:valor inicial de conentración
n:N° de intervalos

Según este método calculamos laconcentración para tiempos similares a los obtenidos en la práctica:

Datos:

Cacetato | 0,2 | M |
CNaOH | 0,2 | M |
k | 0,085 | L/(mol*s) |

V | 3,475 | L |
v | 0,003 | L/s |
tll | 1100 | s |

Concentración obtenida analíticamente:

t (s) | CA (mol/L) |
30 | 0,157 |
60 | 0,135 |
90 | 0,121 |
120 | 0,110 |
150 | 0,102 |
180 | 0,095 |
210 | 0,089 |
240 | 0,085 |
270 |0,081 |
300 | 0,077 |
330 | 0,074 |
360 | 0,072 |
390 | 0,069 |
420 | 0,067 |
450 | 0,065 |
480 | 0,063 |
510 | 0,062 |
540 | 0,060 |
570 | 0,059 |
600 | 0,057 |
630 | 0,056 |
660 | 0,055 |
690 | 0,054 |
720 | 0,053 |
750 | 0,052 |
780 | 0,051 |
810 | 0,050 |
840 | 0,049 |
870 | 0,048 |
900 | 0,048 |
930 | 0,047 |
960 | 0,046 |
990 | 0,046 |
1020| 0,045 |
1050 | 0,044 |
1080 | 0,044 |
1110 | 0,043 |

Con los datos anteriores realizamos el siguiente gráfico:

3.2. Determinación de la concentración de acetato de etilo en función del tiempo para el período no estacionario con el reactor lleno.

v*CAo-v*CA-rA*V=dVt*CAdt

dCACAo-CA-k*Vv*CA2=vV*dt

Aplicando nuevamente Euler para resolver esta ecuación, obtuvimos la siguientetabla de resultados:

t (s) | CA (mol/L) |
1140 | 0,042 |
1170 | 0,042 |
1200 | 0,042 |
1230 | 0,041 |
1260 | 0,041 |
1290 | 0,041 |
1320 | 0,041 |
1350 | 0,041 |
1380 | 0,041 |
1410 | 0,041 |
1440 | 0,040 |
1470 | 0,040 |
1500 | 0,040 |
1530 | 0,040 |
1560 | 0,040 |
1590 | 0,040 |
1620 | 0,040 |
1650 | 0,040 |
1680 | 0,040 |
1710 | 0,040 |
1740 |0,040 |
1770 | 0,040 |
1800 | 0,040 |

Tomamos como tiempo de finalización del período no estacionario el tiempo t = 1800s, ya que a partir de ese momento el pH permaneció constante en el reactor, por lo que la concentración de OH también.

Graficando los datos anteriores, obtenemos:

3.3. Determinación de la concentración de acetato de etilo en función del tiempo para el períodoestacionario con el reactor lleno:

τ=CA0-CAkc*CA2

CA2*kc*τ+CA-CA0=0

CA2*0,085*τ+CA-CA0=0

Para el volumen del reactor calculado y los caudales de alimentación obtuvimos el tiempo de residencia: τ=Vv=3.475 l0.003 l/s=1158.33s

CA2*94.458*τ+CA-CA0=0
CA=0.4028M

4.4. Seguimiento de la puesta en marcha del reactor por pHmetría.
Los resultados de concentración obtenidos fueron:

t (s) | pH| pOH | COH- |
0 | 13,17 | 0,83 | 0,15 |
30 | 13,17 | 0,83 | 0,15 |
60 | 13,17 | 0,83 | 0,15 |
90 | 13,16 | 0,84 | 0,14 |
120 | 13,13 | 0,87 | 0,13 |
150 | 13,10 | 0,90 | 0,13 |
180 | 13,07 | 0,93 | 0,12 |
210 | 13,05 | 0,95 | 0,11 |
240 | 13,03 | 0,97 | 0,11 |
270 | 13,01 | 0,99 | 0,10 |
300 | 12,97 | 1,03 | 0,09 |
330 | 12,96 | 1,04 | 0,09 |
360 | 12,93 | 1,07 | 0,09 |390 | 12,91 | 1,09 | 0,08 |
420 | 12,87 | 1,13 | 0,07 |
450 | 12,85 | 1,15 | 0,07 |
480 | 12,82 | 1,18 | 0,07 |
510 | 12,80 | 1,20 | 0,06 |
540 | 12,78 | 1,22 | 0,06 |
570 | 12,76 | 1,24 | 0,06 |
600 | 12,74 | 1,26 | 0,06 |
630 | 12,71 | 1,29 | 0,05 |
660 | 12,69 | 1,31 | 0,05 |
690 | 12,68 | 1,32 | 0,05 |
720 | 12,65 | 1,35 | 0,04 |
750 | 12,64 | 1,36 | 0,04 |
780 |...