UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PER

Investigacin de la Facultad de Ingeniera Qumica

TEMA

COMPROBACIN DE LA CINTICA DE LA PRODUCCIN DE CIDO ACTICO MEDIANTE LA MEDICIN DE LA CONDUCTIVIDAD

Catedra: Catlisis de los hidrocarburos

Responsable: Ledesma Mascar Jaime William

Catedrtico: MS. Salvador Or Vidaln

Lugar de ejecucin: Huancayo

Semestre: X

Huancayo, Abril de 2015

1. NDICE

1.NDICE22.OBJETIVOS32.1.Objetivo general32.2.Objetivo especfico33.MARCO TERICO33.1.PRODUCCIN DE CIDO ACTICO33.2.REACTOR QUE SE PUEDE UTILIZAR:43.2.1.CINTICA QUMICA DE REACCIN:44.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL55.MATERIALES Y REACTIVOS115.1.Materiales:115.2.Reactivos116.CONCLUSIONES117.BIBLIOGRAFA12

2. OBJETIVOS

2.1. Objetivo general

Comprobar la cintica de la produccin de cido actico mediante la medicin de la conductividad en el laboratorio.

2.2. Objetivo especfico

Conocer como acta la velocidad de la reaccin en un reactor BATCH. Conocer en que influye la variacin de la concentracin en la velocidad de reaccin.

3. MARCO TERICO

3.1. PRODUCCIN DE CIDO ACTICOEl cido actico tambin es mejor conocido como cido metilencarboxlico, se puede encontrar en forma de ion acetato. ste es un cido que se encuentra en el vinagre, siendo el principal responsable de su sabor y olor agrios. Su frmula es CH3-COOH (C2H4O2). De acuerdo con la IUPAC se denomina sistemticamente cido etanoicoEl anhdrido actico, comnmente abreviado Ac2O, es uno de los anhdridos carboxlicos ms simples. Con frmula qumica (CH3CO)2O, es uno de los reactivos ms ampliamente usados en sntesis orgnica. Es un lquido incoloro, que huele fuertemente a vinagre (cido actico) debido a su reaccin con la humedad del aire.El anhdrido actico se disuelve en agua hasta aproximadamente un 2,6% (m/m).[3] Sin embargo, una solucin acuosa de anhdrido actico no es estable porque ste descompone en unos pocos minutos (el tiempo exacto depende de la temperatura) en una solucin de cido acticoLa hidrlisis del anhdrido actico produce cido actico:(CH3CO)2O + H2O 2CH3COOHLa hidrlisis es una reaccin qumica entre agua y otra sustancia, como sales. Al ser disueltas en agua, sus iones constituyentes se combinan con los iones hidronio u oxonio, H3O+ o bien con los iones hidroxilo, OH-, o ambos (puede decirse que el agua reacciona "rompiendo el compuesto").

3.2. REACTOR QUE SE PUEDE UTILIZAR:

La reaccin se lleva a cabo en un reactor tipo Batch (Por lotes), mismo que trabajaremos en el diseo ya que es el que se adapta a nuestro sistema, que consiste en una reaccin en fase lquida, una produccin pequea y generacin de un producto puro.

3.2.1. CINTICA QUMICA DE REACCIN:

ANHDRIDO ACTICO + AGUA 2 CIDO ACTICO(CH3CO) 2O + H2O 2(CH3COOH)

Se cuenta con una tabla de datos experimentales para sta reaccin, a partir de la cual se calcular la velocidad de reaccin (-ra).Datos conocidos:

La concentracin inicial de anhdrido actico es: cA0=0.4075 mol/L.Hr@ 298k = - 56 kJ/molXA = 98 %.Los parmetros de la cintica, k en min-1T = 20 C 0.0924T = 25 C 0.1580T = 35 C 0.2752

Ea= 50.2 kJ/molPara n=1El experimento se lleva a cabo a distintas temperaturas:T1 = 20 CT2 = 23 CT3 =26 C

Ecuaciones utilizadas:

Capacidad calorfica de los compuestos Cp(J/mol.K)A.99.50B.70.224C.120.35

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

A+BCVT=40ml en el reactor

Se prepara una solucin de anhdrido actico con agua para obtener cido actico en un reactor BATCH, en ello tomaremos como datos la temperatura y el tiempo hasta que la reaccin llegue al equilibrio y no reaccione ms.PruebasAnhdrido actico(ml)Agua(ml)

1832

2535

3337

Las temperaturas vs el tiempo en la reaccin sern tomadas en cada una de las reacciones realizadas en el reactor.

TiempoT Exp 1T Exp 2T Exp 3

015.814.215.0

116.915.216.0

217.616.016.5

318.516.717.0

419.417.417.5

520.418.118.0

621.418.718.4

722.319.318.9

823.419.719.2

924.420.519.6

1025.421.219.9

1126.421.720.2

1227.422.220.5

1328.422.620.8

1429.423.121.0

1530.123.521.2

1630.923.921.4

1731.824.221.5

1832.524.521.7

1933.124.821.8

2033.725.021.9

2134.325.222.0

2235.125.322.0

2335.425.522.0

2435.825.622.0

2535.925.722.0

2636.025.7522.0

2736.125.822.0

2836.225.822.0

2936.225.822.0

EXPERIMENTO 1(CH3CO) 2 O+ H2O 2CH3COOH(CH3CO) 2 O=8mlH2O=32mlGRAFICA 1

EXPERIMENTO 2(CH3CO) 2 O+ H2O 2CH3COOH(CH3CO) 2 O=5mlH2O=35mlGRAFICA 2

EXPERIMENTO 3(CH3CO) 2 O+ H2O 2CH3COOH(CH3CO) 2 O=3mlH2O=37ml

GRAFICA 3

COMPARANDO TERICAMENTE Aplicando el balance de energa y de masa se halla la conversin hacia el producto que es el cido actico. Halamos la concentracin de cada compuesto utilizado en la reaccin. Hallamos la concentracin con la frmula de:

EXPERIMENTO TEORICO 1(CH3CO) 2 O+ H2O 2CH3COOH(CH3CO) 2 O=8mlH2O=32mld(T) / d(XA) = (56000)/(1566.760-49.374*XA)T(0) = 15.8d(t) / d(XA) = (1/(K*(1-XA))) t(0) = 0XA(0) = 0.001XA(f) = 0.999K0 = exp(18.309) K = exp(18.309+(6026/T)) ra=K*CA0*(1-XA)CA0=2.125

GRAFICA 1

EXPERIMENTO TEORICO 2(CH3CO) 2 O+ H2O 2CH3COOH(CH3CO) 2 O=5mlH2O=35mld(T) / d(XA) = (56000)/(2672.648-49.374*XA)T(0) = 14.2d(t) / d(XA) = (1/(K*(1-XA))) t(0) = 0XA(0) = 0.001XA(f) = 0.999K0 = exp(18.309) K = exp(18.309+(6026/T)) ra=K*CA0*(1-XA)CA0=1.325GRAFICA 2

EXPERIMENTO TEORICO 3(CH3CO) 2 O+ H2O 2CH3COOH(CH3CO) 2 O=3mlH2O=37mld(T) / d(XA) = (56000)/(4604.791-49.374*XA)T(0) = 15d(t) / d(XA) = (1/(K*(1-XA))) t(0) = 0XA(0) = 0.001XA(f) = 0.999K0 = exp(18.309) K = exp(18.309+(6026/T)) ra=K*CA0*(1-XA)CA0=0.8

GRAFICA 3

5. MATERIALES Y REACTIVOS5.1. Materiales:

1 Pipeta 1 Pro pipeta 1 Soporte universal 2 vasos 1 Termmetro 1 agitador magntico

5.2. Reactivos (CH3CO)2 H2O

6. CONCLUSIONES

A menor concentracin de anhdrido actico, la velocidad de reaccin es ms rpido y llega ms rpido a su equilibrio. A mayor concentracin la temperatura aumenta para llegar a su punto de equilibrio. El proceso BATCH ayuda a la reaccin que no pierda la temperatura y as ayudando a la velocidad de reaccin.

7. BIBLIOGRAFA

J. J. Shatyski and D. Hanesian, Adiabatic kinetics studies of the acetic anhydride reaction, Ind. Eng. Chem. http://es.wikipedia.org/wiki/Anh%C3%ADdrido_ac%C3%A9tico http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3lisis http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_ac%C3%A9tico http://www.cheric.org/PDF/JIEC/IE13/IE13-4-0631.pdf http://www.google.com/patents?tbs=bks%3A1&tbo=1&q=acid+acetic+manufacture