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Abril 12 de 202 1
En el caso de una reacción del tipo: A 1 ⎯ ⎯→ R 2 ⎯ ⎯→ S Las velocidades de reacción en un reactor por lote están dadas por las siguientes ecuaciones: RA = − dCA dt = − k 1 CA ( 1 ) Rr = dCR dt = k 1 CA − k 2 CR ( 2 ) Rs = dCs dt = k 2 CR ( 3 ) Si se integran numéricamente las ecuaciones ( 1 ) a ( 3 ), utilizando métodos como el de Euler o el de Runge-Kuta de 4 o^ orden (ver el libro: Conte y de Boor, Elementary Numerical Analysis 3a Ed. 1980 McGraw-Hill), para el caso 1: EA1<EA y en el caso 2: EA1>EA2. Los datos se dan en las figuras siguientes. Figura 1. Los valores de las constantes de velocidad de reacción.
Figura 2. Evolución de las concentraciones de A, B y C. El ejemplo anterior compara los casos 1 y 2, y de acuerdo con la figura 2, vemos que la mayor concentración de B se obtiene, tanto a T= 575 K cómo a T= 600 K, cuando EA1>EA2 a un cierto tiempo donde la curva de CB vs t muestra un máximo, y podemos observar que CB>CC es ése punto del máximo (denominados tmax). Podemos también observar de las figuras 3 y 4 que a tmax (1 min y 2 min, respectivamente), en ambos casos, la concentración de CA (en rojo) no es cercana a cero, lo que implica que si detenemos la operación del reactor por lote a esos valores de tmax, el producto contendrá una cierta cantidad de A (además de B y C), que deberá ser separada y recirculada al reactor por lote, lo que implica un gasto adicional importante debido a la separación y purificación del producto B. ¿ Que propones para que no se tenga a A en el producto y que se recircule?
Ejemplo para hacer durante la clase: Considera los siguientes datos,
obtenidos a temperatura constante en un reactor por lote, y lo que queremos es encontrar los valores de k 1 y k 2 (y que unidades tiene). t (min) CA (gmol/Lt) CB (gmol/Lt) 0 10 0 1 7.8 0. 2 6.1 1. 3 4.72 1. 4 3.68 1. 5 2.87 1. 6 2.6 1. 7 2.36 1. 8 2.10 2. 10 2.10 2.
