problemas de programación linealDescripción completa
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RESISTENCIA DE MATERIALESDescripción completa
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PROBLEMAS RESUELTOS 1. Enzima sustrato fluyen a través de un reactor de flujo mezclado (V= 6L). A partir de las concentraciones de entrada y salida y caudal hallar la ecuación de velocidad que representa la acción de enzima sustrato: A1…
CE0 (mol/L)
CA0 (mol/L)
0.01 0.01 0.01
CA (mol/L) 1 1.5 2.5
t
0.1 0.5 2
20 6 1.5
De la ecuación de y método grafico de FERFMENTADOR DE FLUJO MEZCLADO se obtiene:
(CE0*CA*t)/(CA0-CA)
CA
0.022222222 0.03 0.06
0.1 0.5 2
Graficando:
REACTOR DE FLUJO MEZCLADO 2.5 2
y = 50.212x - 1.0116
1.5 A C 1 0.5 0 0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0 .0 6
0.07
(CE0*CA*t)/(CA0-CA) La ecuación que representa es: y = 50.212x - 1.0116
A2…
CE0 (mol/L)
CA0 (mol/L)
CA (mol/L)
t
0.02 0.9 0.3 2 0.02 1.2 0.8 1 0.5 0.2 0.05 0.6 De la ecuación de y método grafico de FERFMENTADOR DE FLUJO MEZCLADO se obtiene:
(CE0*CA*t)/(CA0-CA) 0.02 0.04 0.1 Graficando:
CA 0.3 0.2 0.05
REACTOR DE FLUJO MEZCLADO 0.35 0.3
y = -5.2885x + 0.6654
0.25 0.2 A C0.15 0.1 0.05 0 0
0.02
0.04
0.06
0.08
0 .1
0.12
(CE0*CA*t)/(CA0-CA) La ecuación que representa es: y = -5.2885x + 0.6654
A3…
CE0 (mol/L)
CA0 (mol/L)
CA (mol/L)
t
0.2
0.2
0.04
2
0.1
0.3
0.15
1.5
0.01 0.69 0.6 De la ecuación de y método grafico de FERFMENTADOR DE FLUJO MEZCLADO se obtiene:
(CE0*CA*t)/(CA0-CA)
5
CA 0.1
0.04
0.15
0.15
0.333333333
0.6
Graficando:
REACTOR DE FLUJO MEZCLADO 0.7 0.6
y = 2.4147x - 0.2062
0.5 0.4 A C0.3 0.2 0.1 0 0
0 .0 5
0 .1
0.15
0.2
(CE0*CA*t)/(CA0-CA) La ecuación que representa es: y = 2.4147x - 0.2062
0.25
0 .3
0 .3 5
El reactante A se descompone por la enzima E. Para estudiar la accion del enzima, se introducen A y E en un reactor intermitente y se mide la concentracion de A varias veces. Hallar la ecuacion de velocidad para esta reaccion a partir de los datos siguientes: A4…
t (h)
CE0 (gm/m3)
CA0 (mol/m3)
CA (mol/m3)
1 1 500 2 1 500 4 1 500 5 1 500 De la ecuación de y método grafico de FERFMENTADOR POR FLUJO PISTON se obtiene:
(CE0)(t/ln(CA0/CA))
320 180 25 10
(CA0CA)/(Ln(CA0/CA))
2.240710059 1.957615189 1.335232803 1.278111093
403.3278106 313.2184302 158.5588953 125.2548871
Graficando:
REACTOR INTERMITENTE 450 ) 400 ) A C350 / 0 A300 C ( 250 n L ( 200 / ) A150 C 0100 A C ( 50
y = 175.9x - 39.56
0 0
0.5
1
1.5
2
2.5
(CE0)(t/ln(CA0/CA)) La ecuación que representa es: y = 175.9x - 39.56 A5…
t (h)
CE0 (gm/m3) 1 4 5
CA0 (mol/m3) 10 10 10
CA (mol/m3)
1200 1200 1200
De la ecuación de y método grafico de FERFMENTADOR POR FLUJO PISTON se obtiene:
) ) A0.8 C / 0.7 0 A0.6 C ( 0.5 n L ( 0.4 / ) 0.3 A C0.2 00.1 A C ( 0
y = 19.649x - 0.188
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
(CE0)(t/ln(CA0/CA)) La ecuación que representa es: y = 19.649x - 0.188 Se realizan una serie de experiencias con diferentes concentraciones de enzima y sustrato en un reactor intermitente donde reaccionan. Al cabo de un cierto tiempo se interrumpe la reacción y se analiza el contenido del reactor. Hallar una ecuación de velocidad que presente la acción del enzima sobre el sustrato a partir de los resultados que se dan a continuación.
A7 t (h)
CE0 (mol/m3)
CA0 (mol/m3)
CA (mol/m3)
7 0.01 4000 3 0.01 500 2 0.01 100 De la ecuación de y método grafico de FER FMENTADOR POR FLUJO PISTON se obtiene:
) ) A C100 / 0 A 80 C ( n L 60 ( / ) A 40 C 0 20 A C (
y = 206.68x - 61.401
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
(CE0)(t/ln(CA0/CA)) La ecuación que representa es: y = 206.68x - 61.401 El hidrato de carbono A se descompone en presencia del enzima E. Se sospecha que el hidrato de carbono B influye en esta descomposición. Para estudiar este fenómeno se experimenta con diversas concentraciones de A,B y E en un reactor de flujo mezclado (V = 240 cm3 ). a) Hallar la ecuación de velocidad de la descomposición a partir de los datos que se dan a continuación. b) ¿Qué puede decirse acerca del efecto que ejerce B en el proceso de descomposición? c) Sugerir un mecanismo para esta reacción. B10…
CE0 (mol/L)
CA0 (mol/L)
CA (mol/L)
CB0
t
20
500
400
0
0.5
20
300
100
0
2
20
200
20
0
6.66666667
20
600
400
200
1.66666667
20
400
100
200
4
20
70
20
200
2
De la ecuación de y método grafico de FERFMENTADOR DE FLUJO MEZCLADO se obtiene:
(CE0*CA*t)/(CA0-CA)
CA
40 20 14.81481481
400 100 20
66.66666667 26.66666667 16
400 100 20
Tabla de inhibición competitiva
CM(1+N*CB)/K3 CM/K3 m=K3 CM N 12 11 11.282 124.102 #¡DIV/0! CM(1+N*CB)/K3 CM/K3 m=K3 CM N 12 11 11.282 124.102 0.00045455
rR 225.64*CA/(124.102+CA)
rR 225.64*CA/(135.38+CA)
Graficando:
REACTOR DE FLUJO MEZCLADO 450 400
y = 15.064x - 202.33
350 300 A C
250 200 150 100
y = 7.5x - 100
50 0 0
10
20
30
40
50
60
70
(CE0*CA*t)/(CA0-CA)
a) La ecuación que representa es:
Cuando CB0 = 0 es y = 15.064x - 202.33
Cuando CB0 = 200 y = 7.5x – 100 b) De que la presencia de B retardara la descomposición del proceso. c) De reacciones elemental
B11…
CE0 (mol/L)
CA0 (mol/L)
CA (mol/L)
CB0
t
20
400
80
100
8
5
300
200
100
5
10
400
300
100
4
10
200
40
0
8
5
500
200
0
10
10
1200
1000
0
2
De la ecuación de y método grafico de FERFMENTADOR DE FLUJO MEZCLADO se obtiene:
REACTOR DE FLUJO MEZCLADO 900 800 700 600 500 A C 400 300 200 100 0
y = 20x - 200
y = 13.992x - 199.62 0
10
20
30
40
50
60
(CE0*CA*t)/(CA0-CA)
a) La ecuación que representa es:
Cuando CB0 = 0 es y = 20x - 200
Cuando CB0 = 33,3 y = 13.992x - 199.62 b) De que la presencia de B retardara la descomposición del proceso. c) De reacciones elemental.
El enzima E cataliza la descomposición del sustrato A. Para averiguar si la substancia B actúa como inhibidor, se realizan ensayos cinéticos en un reactor intermitente, uno de ellos en presencia de B y el otro en ausencia de B. A partir de los datos que se dan a continuación, a) Hallar la ecuación de velocidad que represente la descomposición de A. b) ¿Qué puede decirse de la presencia de B? ¿De qué forma afecta la cinética de la reacción? c) Sugerir un mecanismo para esta reacción.
B14 Prueba 1
t (h)
CE0 (g/m3)
CA0 (mol/m3)
CA (mol/m3)
B (mol/m3)
1
1
900
640
0
5
1
900
40
0
Prueba 2
t (h)
CE0 (g/m3)
CA0 (mol/m3)
CA (mol/m3)
B (mol/m3)
0.5
2
900
670
100
3
2
900
80
100
De la ecuación de y método grafico de FERFMENTADOR POR FLUJO PISTON se obtiene:
REACTOR INTERMITENTE 800 ) 700 ) A C / 600 0 A 500 C ( n L 400 ( / ) A 300 C 0 200 A C ( 100
y = 44.247x - 195.68
y = 43.213x - 285.24
0 0
5
10
15
20
25
(CE0)(t/ln(CA0/CA))
a)
La ecuación que representa es:
b) c)
Cuando CB0 = 0 es y = 44.247x - 195.68 Cuando CB0 = 100 y = 43.213x - 285.24 De que la presencia de B retardara la descomposición del proceso. De reacciones elemental.
La celulosa se convierte en azúcar siguiendo la reacción enzimática celulosa
azúcar
donde la celulosa y glucosa actúan de inhibidores. Para estudiar la cinética de esta reacción se realizan una serie de experimentos en un reactor de flujo mezclado mantenido a 50° C
alimentado por celulosa finamente triturada ( CA0=25 Kg/m3 ), enzima ( CE0 , el mismo en todo los ensayos) y varios inhibidores. L os resultados obtenidos son los siguientes:
reactor de flujo mezclado:
Tabla de inhibición serie 2
CM(1+N*CB)/K3
CM/K3
0.25
m=K3 0.12
CM
12.428
N
1.49136
rR
0.21666667
0.124*CA/(3.1+CA)
serie 3
CM(1+N*CB)/K3
CM/K3
m=K3
0.4
0.3
CM
11.718
N
3.5154
rR
0.03333333
0.117*CA/(4.67+CA)
A 16 … Hallar la ecuación de velocidad para la conversión de celulosa en azúcar bajo la acción serie 1 (sin inhibidor) min
serie 2 (con celubiosa) min
serie 3 (con glucosa) min
(CE0*CA*t1)/(CA0-CA)
(CE0*CA*t2)/(CA0-CA)
(CE0*CA*t3)/(CA0-CA)
0.374680851 0.612439024 0.961875 1.89
0.44106383
0.517021277
0.671707317
0.796829268
0.7425
1.26
1.995
2.3625
de la celulasa en ausencia de inhibidor.
CONVERSION DE LA CELULOSA SIN INHIBIDOR 25 20 A C
y = 12.884x - 3.3655
15 10 5 0 0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
(CE0*CA*t1)/(CA0-CA)
La ecuación que representa es: y = 12.884x - 3.3655
A 17 … Explicar la acción de la celubiosa en la descomposición de la celulosa (hallar el tipo de inhibición, la ecuación de velocidad).
ACCION DE LA CELUBIOSA 25
20
15 A C
10
y = 11.972x - 2.5236 y = 12.884x - 3.3655
5
0 0
0.5
1
1.5
2
2.5
(CE0*CA*t2)/(CA0-CA)
Inhibición por sustrato y la ecuación que representa es: y = 11.972x - 2.5236
A 18 … Explicar la acción de la glucosa en la descomposición de la celulosa (hallar el tipo de
inhibición, la ecuación de velocidad).
ACCION DE LA GLUCOSA 25
20
15 A C
y = 12.884x - 3.3655 10
y = 10.552x - 4.0223
5
0 0
0.5
1
1.5
2
2.5
(CE0*CA*t3)/(CA0-CA)
Inhibición competitiva y la ecuación que representa es: y = 10.552x - 4.0223 B19… Durante la purificación de la histidina-L(A) de hígado de mono, Dhanam y Radhakrishan (Indian J. Biochem. and Biophys,11,1 1974) hallaron que la acción del enzima apropiado(E) era inhibida por la histidina D (B). A partir de los datos que se indican a continuación hallar la
ecuación de velocidad para la reacción con y sin inhibidor. Explicar el tipo de inhibición que tiene lugar.
velocidad de consumo de L-histidina umol/L*min concentración de histidina-L umol/L
en ausencia de histidina-D en presencia de histidina-D 2.5 umol/L 0.4 0.525 0.333 0.91 0.5 1.33 0.625
0.5 1 2 4 Cuadro de tiempos: t1
t2
0.8 0.525 0.455 0.3325
0.333
CB0
2.5
CE0
0.01
CA0
8
0.25 0.15625
De la ecuación de y método grafico de FERFMENTADOR DE FLUJO MEZCLADO se obtiene:
CA
(CE0*CA*t1)/(CA0-CA)
(CE0*CA*t2)/(CA0-CA)
0.5 1 2 4
0.000533333 0.00075
0.000475714
0.001516667
0.000833333
0.003325
0.0015625
en ausenca de histidina-D 4.5 4
y = 1215.9x + 0.0131
3.5 3 A C
2.5 2 1.5 1 0.5 0 0
0.0005
0.001
0.0015
0.002
(CE0*CA*t1)/(CA0-CA)
La ecuación que representa es: y = 1215.9x + 0.0131
0.0025
0.003
0.0035
en presencia de histidina-D 4.5 4 3.5
y = 2757.8x - 0.3064
3 A C
2.5 2 1.5 1 0.5 0 0
0.0002
0.0004
0.0006
0.0008
0.001
0.0012
0.0014
0.0016
0.0018
(CE0*CA*t2)/(CA0-CA)
La ecuación que representa es: y = 2757.8x - 0.3064 el tipo de inhibición que tiene lugar es no competitiva porque retardara la acción del sustrato.