INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA INDUSTRIAL LABORATORIO DE CINÉTICA Y REACTORES HOMOGÉNEOS
“Reporte de pr!t"!# $% “I&'(e&!"# de )# !o&!e&tr#!"*& e& )# +e)o!"d#d de re#!!"*& e,p)e#&do !o,o -"-te,# e) #)!o.o) et/)"!o 0 e) !"do !r*,"!o1 Pro2e-or3 I+& C*rdo4# R5 Gr(po3 6IM77 INTEGRANTES: •
Alvarado Altamirano María Fernanda Fernanda
• •
Hernández Varela Brian Romero Gómez Gustavo
8ECHA DE ENTREGA3 Viernes; 29 de Abril del 2!"# INDICÉ $b%etivos &á'# ( )ntrodu**ión &á'# ( +stado del arte &á'# ( Rea*tivos , materiales &á'# -ia'rama de .u%o de la e/0erimenta*ión &á'# 1ál*ulos abla de datos e/0erimentales ablas de resultados Gra3*as Análisis , -is*usión de resultados &á'#
&á'#
1on*lusiones &á'# Re4eren*ias Biblio'rá3*as &á'#
OB9ETIVOS 5-e3nir 0or la e/0resión de velo*idad de rea**ión6 el e4e*to 7ue tiene la varia*ión de *on*entra*ión en la misma velo*idad 5determinar 0or los m8todos matemáti*os em0leados el orden de rea**ión así *omo el *oe3*iente *in8ti*o 5estable*er la e/isten*ia de in.uen*ia entre la rela*ión molar , el orden de rea**ión 5ad7uirir las abilidades ade*uadas 0ara la toma de muestras6 así *omo 0ara medir su *on*entra*ión , determinar su rela*ión res0e*to al tiem0o 5sele**ionar el m8todo más a0ro0iado 0ara la obten*ión de los datos *in8ti*os 0ara *al*ular la velo*idad de rea**ión
INTRODUCCION a velo*idad de una rea**ión se e/0resa en t8rminos de la desa0ari*ión de los rea*tantes , de la a0ari*ión de los 0rodu*tos6 en un tiem0o dado# oda rea**ión 7uími*a sur'e del nmero de *o7ues e3*a*es entre las 0artí*ulas na medida de la velo*idad de rea**ión es6 0ues6 la rela*ión entre el *ambio de la *on*entra*ión molar de un rea*tivo o de un 0rodu*to , el tiem0o de *ambio# ?ea la rea**ión:
A@B
1@-
A , B se 'astan6 0or tanto su *on*entra*ión de*re*e en un tiem0o t6 0or el *ontrario la *on*entra*ión de 1 , - aumenta en el mismo tiem0o de rea**ión# ?i en la rea**ión anterior la *on*entra*ión de la sustan*ia B es tan alta6 res0e*to a la de A6 7ue 0odemos *onsiderarla *onstante durante toda la rea**ión6 esta velo*idad de0enderá en *ada instante de la varia*ión de la *on*entra*ión molar de A#
&or otra 0arte6 un *ambio en la tem0eratura de los rea*tivos se tradu*e en un in*remento de la velo*idad de sus 0artí*ulas6 de su ener'ía *in8ti*a6 de los *o7ues e3*a*es ,6 en *onse*uen*ia de la velo*idad de rea**ión# +n mu*as rea**iones6 la velo*idad de la misma se du0li*a *uando la tem0eratura aumenta !1# 1iertas sustan*ias6 llamadas *atalizadores6 *ambian la velo*idad de rea**ión# ?u sola 0resen*ia modi3*a la ener'ía de a*tiva*ión6 tradu*i8ndose en una varia*ión del nmero de *o7ues e3*a*es entre las 0artí*ulas de los rea*tivos# +n la velo*idad de una rea**ión 7uími*a in.u,en varios 4a*tores; entre ellos6 los más im0ortantes son la *on*entra*ión de los rea*tivos6 la 0resen*ia de *atalizadores , la tem0eratura de la rea**ión#
ESTADO DEL ARTE a ra0idez de rea**ión está *on4ormada 0or la ra0idez de 4orma*ión , la ra0idez de des*om0osi*ión# +sta ra0idez no es *onstante , de0ende de varios 4a*tores6 *omo la *on*entra*ión de los rea*tivos6 la 0resen*ia de un *atalizador6 la tem0eratura de rea**ión , el estado 4ísi*o de los rea*tivos# >no de los 4a*tores más im0ortantes es la *on*entra*ión de los rea*tivos# 1uanto más 0artí*ulas e/istan en un volumen6 más *olisiones a, entre las 0artí*ulas 0or unidad de tiem0o# Al 0rin*i0io6 *uando la *on*entra*ión de rea*tivos es ma,or6 tambi8n es ma,or la 0robabilidad de 7ue se den *olisiones entre las mol8*ulas6 , la ra0idez es ma,or# A medida 7ue la rea**ión avanza6 al ir disminu,endo la *on*entra*ión de los rea*tivos6 disminu,e la 0robabilidad de *olisión , *on ella la ra0idez de la rea**ión# a medida de la ra0idez de rea**ión im0li*a la medida de la *on*entra*ión de uno de los rea*tivos o 0rodu*tos a lo lar'o del tiem0o6 esto es6 0ara medir la ra0idez de una rea**ión
ne*esitamos medir6 bien la *antidad de rea*tivo 7ue desa0are*e 0or unidad de tiem0o6 o bien la *antidad de 0rodu*to 7ue a0are*e 0or unidad de tiem0o# a ra0idez de rea**ión se mide en unidades de *on*entra*ióntiem0o6 esto es6 en
la le, de la ra0idez de 4orma*ión es la si'uiente:
es la ra0idez de la rea**ión6
la disminu*ión
de la *on*entra*ión del rea*tivo A en el tiem0o # +sta ra0idez es la ra0idez media de la rea**ión6 0ues todas las mol8*ulas ne*esitan tiem0os distintos 0ara rea**ionar# a ra0idez de a0ari*ión del 0rodu*to es i'ual a la ra0idez de desa0ari*ión del rea*tivo# -e este modo6 la le, de la ra0idez se 0uede es*ribir de la si'uiente 4orma:
+ste modelo ne*esita otras sim0li3*a*iones *on res0e*to a: •
•
la a*tividad 7uími*a6 es de*ir6 la D*on*entra*ión e4e*tivaD la *antidad de los rea*tivos en 0ro0or*ión a la *antidad de los 0rodu*tos , del disolvente
•
la tem0eratura
•
la ener'ía de *olisión
•
0resen*ia de *atalizadores
•
la 0resión 0ar*ial de 'ases
a ma,oría de las rea**iones son más rá0idas en 0resen*ia de un *atalizador , *uanto más *on*entrados se en*uentren los rea*tivos6 ma,or 4re*uen*ia de *olisión# ?i los rea*tivos están en disolu*ión o son 'ases en*errados en un re*i0iente6 *uanto ma,or sea su *on*entra*ión6 más alta será la velo*idad de la rea**ión en la 7ue 0arti*i0en6 ,a 7ue6 al aber más 0artí*ulas en el mismo es0a*io6 aumentará el nmero de *olisiones# +l ata7ue 7ue los á*idos realizan sobre al'unos metales *on des0rendimiento de idró'eno es un buen e%em0lo6 ,a 7ue este ata7ue es mu*o más violento *uanto ma,or es la *on*entra*ión del á*ido# a obten*ión de una e*ua*ión 7ue 0ueda em0learse 0ara 0rede*ir la de0enden*ia de la ra0idez de rea**ión *on las *on*entra*iones de rea*tivos es uno de los ob%etivos bási*os de la *in8ti*a 7uími*a# +sa e*ua*ión6 7ue es determinada de 4orma em0íri*a6 re*ibe el nombre de e*ua*ión de ra0idez# -e este modo6 si *onsideramos de nuevo la rea**ión i0ot8ti*a la ra0idez de rea**ión DrD 0uede e/0resarse *omo
os t8rminos entre *or*etes son las molaridades de los rea*tivos , los e/0onentes m , n son *oe3*ientes 7ue6 salvo en el *aso de una eta0a elemental no tienen 0or 7u8 estar rela*ionados *on el *oe3*iente este7uiom8tri*o de *ada uno de los rea*tivos# os valores de estos e/0onentes se *ono*en *omo orden de rea**ión# Ha, *asos en 7ue la ra0idez de rea**ión no es 4un*ión de la *on*entra*ión6 en estos *asos la *in8ti*a de la rea**ión está *ondi*ionada 0or otros 4a*tores del sistema *omo 0or e%em0lo la radia*ión solar6 o la su0er3*ie es0e*í3*a dis0onible en una rea**ión 'as5sólido *atalíti*a6 donde el e/*eso de rea*tivo 'as a*e 7ue siem0re est8n o*u0ados todos los *entros a*tivos del *atalizador#
&ara 0oder e/0li*ar la in.uen*ia del 4a*tor *on*entra*ión sobre la ra0idez de rea**ión debemos basarnos en la teoría de las *olisiones la *ual e/0resa 7ue las rea**iones se 0rodu*en a trav8s de *o7ues e4e*tuados entre las mol8*ulas de las sustan*ias rea*tivas# +s de*ir6 las mol8*ulas siem0re están en movimiento
REACCIONES INVOLUCRADAS $/ida*ión H1r$5 @ 2)
1r(@ @ )2 @ 0rodu*tos
itula*ión )2 @2Ia2?2$(
Ia2?$" @ Ia)
REACTIVOS Y MATERIALES R+A1)V
&R$&)+-A-+? FJ?)1A?
$?
Al*ool etili*o
IaO?O$P
Almidón
A*ido *romi*o
+do# Físi*o , *olor
&M
&unto de -ensida ebulli*i d ón
i7uido in*oloro
555555 &olvo 3no6 blan*o6 de olor variable# Ho%uelas ro%o os*uro6 0olvo o *ristales sin olor
KL 1
5555
( 1
55555
5555555
!!L 2Q 1 'mo l
o/i*idad
!#"'*m N
!#K '*mN
?oluble en a'ua6 a*etona , ben*eno
+/0losivo
5 Bureta 5Matraz +rlenme,er 5 Vaso de 0re*i0itado 5Gotero
?oluble en a'ua#
!#Q '*mN
?oluble en a'ua al !#
2#K '*mN
"Q S 21
MATERIAL a usar en la práctica 5 &robeta
?olubilidad