Cálculo de la ecuación cinética y orden de reacción de una descomposición en fase gas. - P, Apuntes de Biología

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CINETICA APLICADA (UPV-EHU)

TAREA

RAMON GONZALEZ VELASCO,

JUAN 13-

(S1-B Portavoz )

Ejercicio

Se desea estudiar la cinética de descomposición de la reacción de descomposición d e acetaldehído en metano y monóxido de carbono a temperatura constante (518ºC)y pr esión constante (1atm).Para ello se ha seleccionado un reactor continuo de flujo de pistón que tiene 3,3 cm de diámetro interno y 80cm de longitud, y se han realizado varios ensay os modificando el flujo másico de entrada. En la tabla se muestran los resultados de co nversión obtenida a la salida del reactor para cada experimento. En cada ensayo se alimenta acetaldehído puro.

Determine la ecuación cinética de esta reacción irreversible.

Como es una reacción homogénea es fase gas y la presión se mantiene constante, el volu men variara durante la reacción conforme halla cambio de moles, por ello hay que calculara la fracción de variación de volumen sabiendo que la reacción es la siguiente:

CH 3 CHO(g) CH4(g) + CO(g)

Con las condiciones de operación del sistema y las condiciones geométricas del reactor se calcula concentración inicial de reactivo, dado que es puro, y el volumen total del reactor:

0,0154mol/L

=0,684L

A continuación el flujo de entrada (g/h) se pasara a unidades de mol/s para cada uno de los distintos experimentos:

Y=

Se representan los datos obteniendo las siguiente gráfica.

0

-0, -0, -0, -0, -0, -0,

t(s)

y = -0,0032x - 0, R² = 0,

y Lineal (y)

Se repite el mismo proceso suponiendo que la reacción sigue un orden 2:

Y=

60

50

40

30

20

10

0

y = 0,3297x - 0, R² = 0,

y Lineal (y)

0 50 100 150 200 t(s)

Se obtiene así una representación que tiende con más exactitud a una línea recta al pasar por

2, 2 1, 1 0,

lnt

Lineal (lnt)

0 -5 -4 -3 -2 -1 0 Ln(Ca0)

De acuerdo con la relación (1) la pte=(1-n)=-1 n=2.

Una vez conocido que la reacción sigue un orden dos se puede despejar la constante a esa temperatura sabiendo que ( )

b) Una vez determinado que el orden de reacción es 2 aplicando la siguiente ecuación Se despeja el valor de la constante a 110ºC:

De acuerdo con esto para hallar tanto la energía de activación como el factor de frecuencia se representan los valores de k obtenidos para las distintas temperaturas y se linealiza la relación:

• L mol-1 min-