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Tema 4 – Métodos Integrales de Análisis de Datos Cinéticos

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TEMA 4.
MÉTODOS INTEGRALES
DE ANÁLISIS DE DATOS CINÉTICOS

OCW © Rubén López Fonseca – Departamento de Ingeniería Química – Universidad del País Vasco/EHU

INTRODUCCIÓN
Tema 4 – Métodos Integrales de Análisis de Datos Cinéticos

MÉTODOS DE ANÁLISIS DE DATOS CINÉTICOS

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El objetivo de los métodos de análisis de datos cinéticos esla
determinación de la ecuación cinética de la reacción de estudio
Las ecuaciones cinéticas pueden ser
ecuaciones de velocidad basadas en mecanismos hipotéticos,
cuando se dispone de información para el establecimiento de
estas hipótesis
ecuaciones empíricas potenciales
Existen dos grupos de metodologías para la deducción de la ecuación
cinética: diferenciales o INTEGRALES
Estos métodos se basan enel ajuste -diferencial o integral- de los
datos cinéticos disponibles de la reacción de estudio (determinados
experimentalmente de forma contralada, generalmente a temperatura
constante) a la ecuación cinética propuesta

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MÉTODOS INTEGRALES
DEANÁLISIS CINÉTICO

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La aplicación de los métodos integrales se basa en la integración de la
ecuación cinética en su forma diferencial

(-rA ) = kCnAA CBnB ...
Es necesario incluir en esta ecuación el balance de materia del reactor
que se ha empleado para la obtención de los datos cinéticos
Se analizará la aplicación de los métodos integrales a:
datos experimentales obtenidos en reactoresdiscontinuos
datos experimentales obtenidos en reactores continuos
El sistema más común para la obtención de datos experimentales es
el REACTOR DISCONTINUO de VOLUMEN CONSTANTE

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OBTENCIÓN DE DATOS CINÉTICOS:
REACTOR DISCONTINUO

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ECUACIÓN DEDISEÑO DEL REACTOR DISCONTINUO
Ecuación de diseño ⇒ Balance de materia con respecto a A

A = reactivo de referencia o limitante
Entrada - Salida = (des)Acumulación + Desaparición

dNA
= (-rA )V
dt

V: volumen de reacción

El volumen de reacción es:
El volumen del recipiente si la reacción tiene lugar en fase gas
El volumen de la mezcla de reacción si la reacción tiene lugar en
la fase líquida (lavariación de densidad es despreciable)

d(NA/V)
(-rA ) = dt

dC A
(-rA ) = dt

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EVOLUCIÓN DE LA CONCETRACIÓN CON EL TIEMPO
EN UN REACTOR DISCONTINUO
1
Conversión

0,9
0,8

Concentración

0,7
0,6
0,5
0,4
0,3

Conversión de A (XA)

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OBTENCIÓN DE DATOSCINÉTICOS:
REACTOR DISCONTINUO

0,2
Concentración

0,1
0

Tiempo
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MÉTODOS INTEGRALES
DE ANÁLISIS CINÉTICO

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El estudio cinético por métodos integrales requiere conocer datos de
variación de la concentración con el avance de la reacción(no es
necesario calcular datos de velocidad de reacción)
Los datos cinéticos en un reactor discontinuo de volumen constante
se obtienen a partir:
de datos de variación de la concentración de los reactivos (y/o
productos) durante el avance de la reacción (tiempo)
de datos de variación de una propiedad del medio de reacción que
varíe como consecuencia de la reacción y que se pueda
correlacionar conla concentración de reactivos (y/o productos)
nA
A

nB
B

(-rA ) = kC C ...

ECUACIÓN CINÉTICA
ECUACIÓN DE DISEÑO DEL
REACTOR DISCONTINUO
DE VOLUMEN CONSTANTE

(-rA ) = -

dC A
dt

→ R+S

A + B ←

dC A
(-rA ) = = kCnAA CBnB ...
dt

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