practica 4 final bien

8/19/2019 Practica 4 Final Bien

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E

INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

LABORATORIO DE CINETICA Y REACTORESHOMOGENEOS

Práctica No. 4

“Infl!ncia "! la conc!ntraci#n !n la $!loci"a" "! r!acci#n

!%&l!an"o co%o 'i't!%a !l alco(ol !t)lico * !l áci"ocr#%ico.+

Prof!'ora, Mart(a H!rnán"!- Pic(ar"o

Int!rant!' "!l !/i&o,

BOTELLO CORONA AL0REDO ARAM DIA1 CORREO 2A3IER

GARCA CASADO AIDE5 S6REIMA ORDO7E1 PROCOPIO MARA P5RE1 L8PE1 3IRIDIANA 391:6E1 0ERN9NDE1 CLA6DIA ELENA

Grupo: 3IM55 Equipo: 3

Méi!o Di"#ri#o $%&%r'( ' )* D% No+i%,-r% &% )./50


2/17

O-1%#i+o"

D!finir &or la !;&r!'i#n "! $!loci"a" "! r!acci#n< !l !f!cto /!ti!n! la $ariaci#n "! conc!ntraci#n !n la %i'%a $!loci"a".

D!t!r%inar &or lo' %=to"o' %at!%ático' !%&l!a"o' !l or"!n "!r!acci#n a') co%o !l co!fici!nt! cin=tico. E'ta>l!c!r la !;i't!ncia "! infl!ncia !ntr! la r!laci#n %olar * !l

or"!n "! r!acci#n. A"/irir la' (a>ili"a"!' a"!ca"a' &ara la to%a "! %!'tra'<

a') co%o &ara %!"ir ' conc!ntraci#n * "!t!r%inar ' r!laci#nr!'&!cto al ti!%&o.

S!l!ccionar !l %=to"o %á' a&ro&ia"o &ara la o>t!nci#n "! lo'"ato' cin=tico' &ara calclar la $!loci"a" "! r!acci#n.


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I2#ro&u!!i2.

El a%!nto "! la conc!ntraci#n "! lo' r!acti$o' (ac! %á' &ro>a>l! !l c(o/!!ntr! "o' %ol=cla' "! lo' r!acti$o'< con lo /! a%!nta la &ro>a>ili"a" "! /!

!ntr! !'to' r!acti$o' '! "= la r!acci#n.En !l ca'o "! r!accion!' !n !'ta"o a'!o'o !l a%!nto "! la conc!ntraci#n "!lo' r!acti$o' '! lora a%!ntan"o la &r!'i#n< con lo /! "i'%in*! !l $ol%!n.Si la r!acci#n '! ll!$a a ca>o !n "i'olci#n< &ara ca%>iar la conc!ntraci#n< lo /!'! (ac! !' $ariar la r!laci#n !ntr! !l 'olto * !l "i'ol$!nt!.

D! ac!r"o con la t!or)a "! la' coli'ion!'< &ara /! '! &ro"-ca na r!acci#n/)%ica ti!n!n /! c(ocar !ntr! ') la' %ol=cla' r!accionant!'. A(ora >i!n< '!?nla t!or)a cin=tica< !l n?%!ro "! c(o/!' !' &ro&orcional a la conc!ntraci#n "!ca"a no "! lo' r!acti$o'. Por tanto< la $!loci"a" "! r!acci#n '!rá &ro&orcional ala conc!ntraci#n "! ca"a no "! lo' r!acti$o'.

La $!loci"a" "! r!acci#n no !' con'tant!. Al &rinci&io< can"o la conc!ntraci#n "!r!acti$o' !' %a*or< ta%>i=n !' %a*or la &ro>a>ili"a" "! /! '! "!n c(o/!'!ntr! la' %ol=cla' "! r!acti$o< * la $!loci"a" !' %a*or a %!"i"a /! la r!acci#na$an-a< al ir "i'%in*!n"o la conc!ntraci#n "! lo' r!acti$o'< "i'%in*! la&ro>a>ili"a" "! c(o/!' * con !lla la $!loci"a" "! la r!acci#n.La %!"i"a "! la $!loci"a" "! r!acci#n i%&lica la %!"i"a "! la conc!ntraci#n "!no "! lo' r!acti$o' o &ro"cto' a lo laro "!l ti!%&o< !'to !'< &ara %!"ir la$!loci"a" "! na r!acci#n n!c!'ita%o' %!"ir< >i!n la canti"a" "! r!acti$o /!"!'a&ar!c! &or ni"a" "! ti!%&o< >i!n la canti"a" "! &ro"cto /! a&ar!c! &or ni"a" "! ti!%&o.


4/17

En la' r!accion!' !l!%!ntal!'< la $!loci"a" "! r!acci#n !' &ro&orcional al&ro"cto "! la' conc!ntracion!' "! lo' r!acti$o'< !l!$a"a' a '' r!'&!cti$o'co!fici!nt!' !'t!/io%=trico'. E'ta !' la lla%a"a (%4 &% '!!i2 &% ,'"'".En !l &a&!l /! @!a !l !;c!'o "! na "! la' ''tancia' r!accionant!', lacanti"a" "! ''tancia "! &ro"cto for%a"o "!&!n"!rá '#lo "!l r!acti$o li%itant!<

&or lo /! no !' &o'i>l! a%!ntar la canti"a" "! &ro"cto for%a"o &!ro ') la$!loci"a" "! la r!acci#n.

En !l ca'o "! r!accion!' (!t!ro=n!a'< !n la' /! lo' r!acti$o' !'tán !n fa'!'"if!r!nt!'< la r!acci#n '#lo ti!n! lar !n la '&!rfici! "! contacto "! la' fa'!'<&or lo /! la $!loci"a" "! r!acci#n a%!nta %c(o al a%!ntar !l ár!a "! "ic(a'&!rfici!. Por !llo< la' r!accion!' &!"!n '!r %* rá&i"a' 'i lo' r!acti$o' '#li"o''! !nc!ntran fina%!nt! "i$i"i"o'< co%o &!"!' $!r !n la i%a!n. La'con"icion!' %á' &ro&icia' &ara /! na r!acci#n '!a rá&i"a !' /! '! $!rifi/!!ntr! a'!' o !n "i'olci#n< *a /! !ntonc!' la "i$i'i#n alcan-a ' ra"o %á;i%o.

D%"'rro((o %p%ri,%2#'(


5/17

A continaci#n '! !nli'tan la' acti$i"a"!' !;&!ri%!ntal!' /! "!>!rán ll!$ar'! aca>o * '! in"ica la ta>la !n la /! '! >icarán lo' "ato'< '!alán"o'! a"!%á' !l%an!@o "! lo' %i'%o'.. Pr!&arar na 'olci#n "! áci"o cr#%ico áci"a< "i'ol$i!n"o !n %L "! aa"!'tila"a "! CrOFa continaci#n a"icionar !n >ao Mar)a l!nta%!nt!

%L "! HSO4 conc!ntra"o< aforar a L con aa "!'tila"a< canti"a" 'fici!nt!&ara to"o !l r&o.. Pr!&arar L "! 'olci#n alco(#lica canti"a" !' 'fici!nt! &ara to"o !l r&o<a"icionan"o a >ao Mar)a !n a&ro;i%a"a%!nt! %L "! aa "!'tila"a %L"! !tanol a>'olto '!i"o "! %L "! HSO4 conc!ntra"o final%!nt! aforar a L con aa "!'tila"a.J. Pr!&arar n L "! 'olcion!' "! tio'lfato "! 'o"io .M * . Mr!'&!cti$a%!nt!4.K Pr!&arar na 'olci#n in"ica"ora "! I Si't!%a I, r "! I "i'ol$!r !n J%L"! aa "!'tila"a * Si't!%a II, . r "! I "i'ol$!r !n %L "! aa "!'tila"a<&r!&ara"a al %o%!nto..K Pr!&arar Lna 'olci#n in"ica"ora "! al%i"#n $!r !n la &ráctica J la %an!ra"! &r!&arar'!.K M!"ir * %!-clar la' canti"a"!' n!c!'aria' "! áci"o cr#%ico * !tanol< "!ac!r"o al 'i't!%a a &r!&arar in"ica"o &or !l &rof!'or. Iniciar !l cron#%!tro al%o%!nto "! %!-clar.F. A lo' tr!' %into' "! inicia"a la r!acci#n< to%ar na al)cota "! %L*"!&o'itarla !n n %atra- Erl!n%!*!r /! cont!na . %L "! I< a continaci#ntitlarla con tio'lfato "! 'o"io $!r ta>la 4. '!?n !l 'i't!%a< (a'ta t!n!r n color a%arilloKclaro..K In%!"iata%!nt! "!'&=' ar!ar na' ota' "! la 'olci#n "! al%i"#n '!tornará a-l o'croKn!ro * '!ir titlan"o con tio'lfato "! 'o"io (a'ta !l $ir! aa-l aa %arino. R!i'trar !l $ol%!n total a'ta"o "! tio'lfato !n la Ta>la 4... R!&!tir lo' &a'o' F * (a'ta o>t!n!r l!ctra' a&ro;i%a"a%!nt!.

NOTA 1 S! "!>! ci"ar "! no conta%inar la r!acci#n< ni 'o>r!Ktitlarla. El $ol%!n"! a'to '!rá ial al a'ta"o ant!' "! la a"ici#n "!l al%i"#n %á' !l a'ta"o"!'&=' "! "ic(a a"ici#n.

NOTA 2:

Si't!%a , Al t!r%ino "! la' l!ctra' a"icionar a&ro;i%a"a%!nt! %l "!'olci#n alco(#lica &ara t!r%inar "! r!"cir !l cro%o (!;a$al!nt! a tri$al!nt!< =lcal !' %!no' conta%inant!.Si't!%a , S! to%arán la' l!ctra' /! &!r%ita !l 'i't!%a< &!' co%o la 'olci#n

$a ca%>ian"o a a-l aa%arina< ll!a n %o%!nto /! *a no ti!n! ca'o titlarla


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Vire a Verde limón Vire a azulaguamarina


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Cálculos

Para conoc!r la $ariaci#n "! la conc!ntraci#n "! HCrO4 * to%an"o !n c!nta la'ii!nt! r!acci#n,

4HCrO4K Q I 4Cr JQ Q I Q Pro"cto'

S! o>'!r$a /! !l Cro%o '! r!"c! "! Q a QJ !'to !;&lica !l ca%>io "! color !nla r!acci#n confor%! !l &a'o "!l ti!%&o. Calcla%o' la conc!ntraci#n "! HCrO4Kcon la 'ii!nt! !;&r!'i#n.

4−¿ HCrO

¿

¿¿

Ti!%&o

Conc!ntraci#n4−¿

HCrO¿

Si't!%a

Conc!ntraci#n4−¿

HCrO¿

Si't!%a

Conc!ntraci#n4−¿

HCrO¿

Si't!%a J .J4 .4 .J .J . .F .J . .JJJJJJ .F .FJJJJ .FJJJJ

.4 . .F

.J .4F .4F . .JJJJJJ .F . 4 . .JJJJ F .F J .

.K Con !l fin "! co%&arar lo' "ato' !;&!ri%!ntal!'< raficar !n n %i'%o ráficoConc!ntraci#n HCrO mol L $'. Ti!%&o %in &ara lo' 'i't!%a' !n !'t"io.


8/17

0 5 10 15 20 25 30 35

0

0.01

0.01

0.02

Concentracion de HCrO 4- Vs Tiempo

Concentracion de HCrO4- mol!l"

tiempo (min)

D!>i"o a /! no '! ti!n! la conc!ntraci#n inicial "!l HCrO4K< ni "ato' a;iliar!'&ara ' cálclo< '! o&ta &or !%&l!ar !l %=to"o "if!r!ncial &ara !l cálclo "! n * k .

Mé#o&o Di%r%2!i'(

La' !;&r!'ion!' cin=tica' '! o>ti!n!n con'i"!ran"o la r!acci#n,

JCHJCHOH Q 4HCrO4K Q HQ JCHJCOOH Q 4Cr JQ Q JHO

HCrO

H

¿+¿¿¿¿¿

[¿¿4−1] β ¿

−r A=−dCA

dt = K [CH

3CH

2OH ]α ¿

Don"! α + β+γ =1

Si '&on!%o' /! la $!loci"a" "! la !caci#n "!&!n"! 'ola%!nt! "!

HCrO

[¿¿4−1]¿

!ntonc!' &o"!%o' o>t!n!r la $!loci"a" "! la r!acci#n a &artir "!l 'ii!nt!%o"!lo 'int=tico,

−r A=−dCA

dt = K C A

n


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Lin!ali-an"o !l %o"!lo,

ln(−∆ CA∆ t )=ln ( K )+n ln ĆA

:! c%&l! con la !'trctra "! la !caci#n "! na l)n!a r!cta,

y=b+mx

Don"!,

y=ln(−∆CA∆ t ) m=n

b=ln ( K ) x=ln ĆA

SISTEMA

A&lican"o !l %=to"o "if!r!ncial &ara !l t!rc!r 'i't!%a !;&!ri%!nto r!ali-a"o &or!l !/i&o,

∆ CA=CAi+1−C A i

∆ CA=0.0133−0.0133=0

∆ t =3min

ĆA=C Ai+CA i+1

2 =

0.0133+0.01332

=0.0133

ln(−∆ CA∆ t )=ln(0

3 )=0


10/17

ln ĆA=ln(0.0133)=−4.3175

Ti!%&o

Ca U HCrO

[¿¿4−1]

¿

VCA Vt ĆA ln( ĆA) ln=(− Δ C Δ t

.J4 . J.JJJ

JK4.JF .

J .JK

.4J

.JJJ

K4.JJ K.F

.JK

.4J

.FJJ

K4.JJ K.F

.FK

.FJ

.4

K4.J K.J

.4K

.FJ

.JJ

K4.4 K.J

.JK

.4J . K4.4JF K.F

.K

.JJJ .JJJ K4.4 K.J

.FK

.JJJ . K4. K.J

4 .JK

.JJJ

.4F

K. K.4

F J

J J

Grafican"o * o>t!ni!n"o na r!r!'i#n lin!al,


11/17

-4.5500 -4.5000 -4.4500 -4.4000 -4.3500 -4.3000

-10.5000

-10.0000

-#.5000

-#.0000

-$.5000

-$.0000

-%.5000

&'" ( 2.$#' ) 3.*2

+n C, s+nC,!t"

+nC,"

+n Ca!t"

Entonc!',

K =eb=e3.6172=37.23

m=2.89

El %o"!lo cin=tico !',

−r A=37.23C A2.89( moll−min )

−1.89


12/17

SISTEMA



∆CA=0.0086−0.014=−0.0054

∆ t =3min

ĆA=C Ai+CA i+1

2 =

0.0086+0.0142

=0.01130

ln

(−∆ CA∆ t )=

ln

(−0.00543 )=−

6.32

ln ĆA=ln(0.01130)=−4.4830

Ti!%&o

Ca U HCrO

[¿¿4−1]¿


.4K

.4J .J K4.4J K.J

J . .4 J . K4.FJJ K.F

.K

.FJ .F K4. KF.J

.FJK

.JJJ .JF K.F KF.F

.

K

.JJJ J .4J K.JF KF.FF

.4FK

.JJJ .J K.F K.F4

.JJJK

.FJJJ .F K.J K.J

. K J .F K.4 K.4


13/17

.F

4 .JK

.FJ . K.J K.J

F .FK

.4FJ .4J K.4F K.F

J .K

.J . KF.4 KF.4


-$.0000 -%.0000 -*.0000 -5.0000 -4.0000

-10.0000

-$.0000

-*.0000

-4.0000

-2.0000

0.0000

&'" ( 0.44' - 5.*

+n C, s+nC,!t"

+nC,"

+n Ca!t"

Entonc!',

K =eb=e−5.5986=0.0037

m=0.4353


−r A=0.0037C A0.43( moll−min )

0.57


14/17


15/17

SISTEMA J



∆CA=0.0062−0.011=−0.004733

∆ t =3min

ĆA=C Ai+CA i+1

2 =

0.0062+0.0112

=0.008633

ln(−∆ CA∆ t )=ln( 0.0047333 )=−6.4517

ln ĆA=ln(0.008633)=−4.752124

Ti!%&o

Ca U HCrO

[¿¿4−1]¿


. K.4FJJ J.J

J

K

4.F

K

.4F.

.F

K.JJ J.4

K

.JJK

.J.

F

.JJJJJJ

K. J.J

JK

.FK

F.J4.JJJJJ

J

.FJJJJ

K.F J.J

K

.44K

.4.FJJJ

J

.

F

K.4 J.

F

K

F.JJ

K

.F

.

F.4

FK.4F J

.JJ

K.JJ

K.F

.4F

J

J

J


16/17

J

J


-#.0000 -$.0000 -%.0000 -*.0000 -5.0000 -4.0000

-10.0000

-$.0000

-*.0000

-4.0000

-2.0000

0.0000

&'" ( 0.%1' - 3.22

+n C, s+nC,!t"

+nC,"

+n Ca!t"

Entonc!',

K =eb=e−3.2184=0.04

m=0.715


−r A=0.04C A0.71( moll−min )

0.29


17/17

CONCLUSIONES

En !'ta &ráctica '! o>t$i!ron "ato' cin=tico' &or !l %=to"o titri%=trico &ara"!t!r%inar !l or"!n "! la r!acci#n a') co%o la con'tant! "! $!loci"a"< '! (i-o !ntr!' 'i't!%a' con conc!ntracion!' "! alco(ol !t)lico "i'tinta' * 'a>!r c#%o infl*!la conc!ntraci#n !n la $!loci"a" "! r!acci#n co%o &!"! $!r'! !n lo' r!'lta"o'"! lo' tr!' 'i't!%a' a conc!ntracion!' >a@a' la r!acci#n !' "! '!n"o or"!n * aconc!ntracion!' alta' 'on a&ro;i%a"a%!nt! "! &ri%!r or"!n< ta%>i=n '! &"o

o>'!r$ar /! la r!acci#n !' l!nta can"o '! ti!n!n conc!ntracion!' >a@a' "!!tanol< co%o &!"! $!r'! !n lo' cálclo' la con'tant! "! $!loci"a" ta%>i=n '! $!af!cta"a ' $alor a%!nta con la conc!ntraci#n< !ntonc!' la cin=tica "! lar!acci#n 'i !' infl!ncia"a &or la conc!ntraci#n.

practica 4 final bien

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