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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO AMBATO FACULTAD DE CIENCIA E INGENIERÍA EN ALIMENTOS CARRERA DE INGENIERÍA BIOQUÍMICA LABORATORIO LABORATORIO DE INGENIERÍA DE BIORREACTORES
Profesor: Ing. Manolo Córdova Semestre: Séptimo “U” Inter Inter!nt !ntes: es: Cristina Bustos, Maura Fiallos " Johanna Fiallos, atiana !rti" # J$nn# S$villa. Fe#$! %e re!&'(!#')n: %&'%(')(%5 Fe#$! %e entre!: )*'%(')(%5 Tem!: *CINÉTICA QUÍMICA DE REACCI+N ,ETEROGÉNEAS./ RESUMEN
S$ d$sar d$sarro rolló lló un métod método o $+p$r $+p$rim im$nt $ntal al til til para para d$t$rm d$t$rmina inarr la r$lar$la-ión ión d$ v$lo-idad$s # la $n$rga d$ a-tiva-ión d$ r$a--ion$s h$t$rogén$as a di/$r$nt$s t$mp$r t$mp$ratu aturas ras,, usando usando agua agua # 0l1a 0l1a S$lt"$ S$lt"$rr -omo -omo r$a-t r$a-tivo ivos. s. 2n la prim$ra prim$ra r$a--ión s$ utili"ó utili"ó agua a %3,5 4C t$ni$ndo un ti$mpo ti$mpo d$ r$a--ión r$a--ión prom$dio d$ % min %),3 s 2n la s$gunda r$a--ión r$a--ión s$ usó agua 53,5 53,5 4C6 $l ti$mpo r$7u$rido r$7u$rido para -ulminar la r$a--ión /u$ d$ )),%& s. 8a r$la-ión d$ v$lo-idad$s 7u$ $+istió a 534C # %34C /u$ (,)& (,)& o9t$ni$nd o9t$ni$ndo o una $n$rga $n$rga d$ d$ a-tiva-i a-tiva-ión ón d$ ),)*: ),)*: 1Jmol;% -u#o r$sultado /u$ similar para la s$gunda r$pli-a. 0/ MARCO TE+RICO
8a -inéti-a 7umi-a $s $l $studio d$ las v$lo-idad$s d$ las r$a--ion$s 7umi-as # d$ los m$-ani m$-anismo smoss m$dian m$diant$ t$ los 7u$ ti$n$n ti$n$n lugar lugar.. 8a -inét -inéti-a i-a 7umi 7umi-a -a introdu-$ la varia9l$ ti$mpo $n $l $studio d$ las r$a--ion$s 7umi-as # $studia $l -amino 7u$ sigu$n los r$a-tivos para -onv$rtirs$ $n produ-tos <=a", )(%(>. 8a 1 7u$ apar$-$ $n la $-ua-ión -inéti-a r$-i9$ $l nom9r$ d$ -onstant$ d$ v$lo-idad # $s /un-ión d$ la t$mp$ratura. 0l aum$ntar la t$mp$ratura, la -onstant$ d$ v$lo-idad tam9ién aum$nta. Un in-r$m$nto d$ la t$mp$ratura provo-a un in-r$m$nto $n la $n$rga -inéti-a d$ las molé-ulas, lo 7u$ ha-$ 7u$ s$a ma#or $l nm$ro d$ molé-ulas molé-ulas 7u$ al-an"a la $n$rga $n$rga d$ a-tiva-ión. a-tiva-ión. <=a", )(%(>.
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8a -atlisis $s una ha9ilidad d$ las sustan-ias para $+altar, por m$ro -onta-to, la aDnidad lat$nt$ d$ los r$a-tivos para produ-ir una r$a--ión, 7u$ d$ otra /orma no t$ndra lugar. C!t1&'s's $omo2ne!/3 8os -atali"ador$s homogén$os son molé-ulas individual$s, normalm$nt$ -ompl$Eos m$tli-os. 2l -atali"ador $st /ormado por una masa d$ molé-ulas igual$s, disp$rsas $n un disolv$nt$, 7u$ g$n$ran sitios a-tivos idénti-os. Son mu# a-tivos # s$l$-tivos, p$ro su r$sist$n-ia # su implanta-ión industrial $s m$nor 7u$ la d$ los -atali"ador$s h$t$rogén$os. am9ién son ms di/-il$s d$ r$-up$rar al Dnal d$l pro-$so -atalti-o. C!t1&'s's $etero2ne!/3 2st$ tipo d$ r$a--ion$s son ms important$ d$sd$ $l punto d$ vista industrial, ti$n$ lugar $n sist$mas d$ r$a--ión poli/si-os, dond$ la r$a--ión s$ produ-$ $n la int$r/as$. ?ormalm$nt$ $l -atali"ador $s sólido # los r$a-tivos gas$s, vapor$s o l7uidos.
2n la -atlisis h$t$rogén$a # $n"imti-a $l -atali"ador /orma un -ompl$Eo d$ adi-ión -on la molé-ula sustrato <s7u$" s'/>.
4/ OB5ETIVOS 4/./ Gener!&
:.%.%. =$t$rminar la v$lo-idad d$ r$a--ión as -omo la $n$rga d$ a-tiva-ión d$ r$a--ion$s 7umi-as h$t$rogén$as apli-adas a di/$r$nt$s t$mp$raturas. 4/0 Es6e#78#os
:.).%. Cal-ular la $n$rga d$ a-tiva-ión d$ los $nsa#os r$ali"ados m$diant$ $l d$sp$E$ d$ la $-ua-ión d$ 0rrh$nius. :.).). !9t$n$r los ti$mpos d$ d$grada-ión d$l m$di-am$nto $/$rv$s-$nt$ 0l1a;S$lt"$r $n agua a t$mp$ratura am9i$nt$ # alr$d$dor d$ 534C para r$la-ionar -on las v$lo-idad$s d$ r$a--ión. 9/ MATERIALES REACTIVOS;SUSTANCIAS M!ter'!&es • • •
asos d$ pr$-ipita-ión d$ %(( ml <0p. G (,5ml> % Cronóm$tro d$ -$lular <0p. G (,(% s> % $rmóm$tro d$ m$r-urio %((4C <0p. G %4C>
Re!#t'
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) M$di-am$ntos $/$rv$s-$nt$ 0l1a;S$lt"$r <-ido a-$tilsali-li-o, -ido -tri-o, /os/ato d$ -al-io # 9i-ar9onato d$ sodio -omo sustan-ias a-tivas> d$ apro+imadam$nt$ % pulgada <)5 milm$tros> d$ dim$tro.
=/ PROCEDIMIENTO
%(( ml d$ agua $n vasos d$ pr$-ipita-ión
Colo-ar
8a t$mp$ratura d$ -ada M$dir $nsa o A$gistr Cada ar
Sum$ Cadar ta9l$ta d$ 0l1a; gir
S$lt"$r
Con un -ronóm$tro omar 2l ti$mpo d$ 2l -ronóm$tro hasta =$t$n$ r $+ista 9ur9uE$o
7u$ no
A$gistr 8os ti$mpos ar A $ali"a 8os -l-ulos r
>/ C?LCULOS RESULTADOS @/ CONCLUSIONES RECOMENDACIONES Con#&s'ones •
S$ $studió la rapid$" d$ r$a--ión, -ómo -am9ia la rapid$" d$ r$a--ión 9aEo -ondi-ion$s varia9l$s d$ t$mp$ratura a un volum$n -onstant$ o9t$ni$ndo ti$mpos d$ r$a--ión $+p$rim$ntal$s m$nor$s -uando s$ tra9aEa a altas t$mp$raturas d$9ido a 7u$ s$ r$du-$ la $n$rga d$ a-tiva-ión # por lo tanto la d$grada-ión $s ms rpida. 0s s$ -ompro9ó
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•
ad$ms 7u$ la rapid$" d$ r$a--ión $st -on/ormada por la rapid$" d$ /orma-ión # la rapid$" d$ d$s-omposi-ión. S$ o9tuvo la $n$rga d$ a-tiva-ión $n -ada uno d$ los $nsa#os midi$ndo $l -omportami$nto d$ la -onstant$ d$ rapid$" o -o$D-i$nt$ -inéti-o /r$nt$ a la t$mp$ratura H ln0 <2a ' A> <% ' ) % ' %> d$s-rita
•
m$diant$ la 2-ua-ión d$ 0rrh$nius lo 7u$ sirvió para r$la-ionar la v$lo-idad$s d$ r$a--ión a las dos t$mp$raturas # $sta9l$-$r la -antidad d$ v$-$s 7u$ /u$ ma#or la r$a--ión $n agua -ali$nt$ $n r$la-ión a la /ra. S$ d$t$rminó 7u$ a rapid$" d$ r$a--ión aum$nta -on la t$mp$ratura por7u$ al aum$ntarla in-r$m$nta la $n$rga -inéti-a d$ las molé-ulas # por lo tanto ma#or $n$rga -inéti-a, las molé-ulas s$ mu$v$n ms rpido # -ho-an -on ms /r$-u$n-ia # -on ms $n$rga pudi$ndo -om9inars$ para /ormar produ-tos.
Re#omen%!#'ones •
S$ d$9$ra tomar $n -u$nta los /a-tor$s 7u$ produ-$n la d$svia-ión
•
$n los valor$s d$l ti$mpo d$9ido a 7u$ si s$ tra9aEa $n las mismas -ondi-ion$s no d$9$ra $+istir di-has d$via-ion$s. S$ d$9$ra tra9aEar -on los p$sos d$l soluto para as$gurars$ d$ 7u$ $l volum$n d$ solv$nt$ # la -antidad d$ solutos s$an idénti-as $n todos los $nsa#os para as imp$dir 7u$ $+istan otras varia9l$s $n $l $+p$rim$nto.
/ ERRORES !/ S'stem1t'#os: 3 osi9ilidad d$ $+ist$n-ia d$ $rror$s d$ método d$ m$dida atri9uidos a la $+a-titud d$l volum$n m$dido $n -ada vaso d$ pr$-ipita-ión. 3 2rror $n $l p$so $7uitativo d$ la ta9l$ta para los -uatro $nsa#os pu$sto 7u$ la 9alan"a no s$ $n-u$ntra $n un am9i$nt$ totalm$nt$ aislado. / A&e!tor'os: 3 2rror $n la apr$-ia-ión d$l mom$nto $+a-to d$ Dnali"a-ión d$ la r$a--ión. 3 2rror $n la -oordina-ión d$l mom$nto d$ apagado d$l -ronom$tro -on $l mom$nto d$ Dnali"a-ión d$ la r$a--ión. I?@2?I2A0 =2 BI!AA20C!A2S
5 / CUESTIONARIO /./ A6&'#!#')n %e& #1&#&o %e Ener7! %e A#t'
2n la snt$sis industrial d$ sustan-ias, las v$lo-idad$s d$ r$a--ión son tan important$s -omo las -onstant$s d$ $7uili9rio, $s a7u dond$ $l $studio d$ la $n$rga d$ a-tiva-ión Eu$ga un pap$l important$ para d$t$rminar si las r$a--ion$s d$ int$rés n$-$sitan d$ -atali"ador$s 7u$ agilit$n la r$a--ión. Un $E$mplo d$ $sto $s la produ--ión d$ amonia-o a $s-ala industrial. 8a r$a--ión 7umi-a d$l pro-$so a partir d$l hidróg$no # $l nitróg$no gas$osos $s $+otérmi-a # r$v$rsi9l$K ?) L :) N )?: 2n $st$ pro-$so s$ $mpl$an pr$sion$s 7u$ van d$sd$ las )(( atmós/$ras a las %((( atmós/$ras. 8a utili"a-ión d$ pr$sion$s sup$rior$s $st limitada por $l -ost$ 7u$ r$pr$s$nta utili"ar r$-ipi$nt$s 7u$ r$sistan pr$sion$s tan $l$vadas. Finalm$nt$, la adi-ión d$l -atali"ador d$ hi$rro Dnam$nt$ dividido, o tam9ién tungst$no o platino, disminu#$ la $n$rga d$ a-tiva-ión d$l pro-$so #, por tanto, a-$l$ra la r$a--ión. 0 las pr$sion$s $mpl$adas, $l amonia-o s$ s$para -omo l7uido d$ la m$"-la gas$osa por $n/riami$nto, mi$ntras $l nitróg$no # $l hidróg$no no -ond$nsa9l$s, 7u$ no han r$a--ionado, vu$lv$n nu$vam$nt$ a los -onv$rtidor$s. ./ BIBLIOGRAFÍA Contr$ras. <)(%%> “rodu--ión d$ 0monia-o”. httpK''$s.slid$shar$.n$t'hal#O/-m'produ--in;d$;amonia-o
A$-up$rado
d$K
=a" C <)(%(> “Catlisis” A$-up$rado d$K httpK''PPP.uam.$s'do-$n-ia'r$#$ro(('do-s'-atalisis.pd/ s7u$" S “=$t$rmina-ión d$ la -antidad d$ 9i-ar9onato d$ -al-io”. A$-up$rado d$K httpK''$s.s-ri9d.-om'do-'*)5(*:&%'In/orm$;la9oratorio; Quimi-aRs-ri9d
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