Expo- Cinética- Equipo 4- Método diferencial.pptx

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1. Determinación de los parámetros cinéticos Método diferencial Isis Velázquez Rodríguez, Izamara Guadalupe López López, Stephanie Chanona Flores y Jorge Alberto Hernández Carcaño Cinética química y biológica Docente : Cecilia del Carmen Díaz Reyes Ingeniería Bioquímica 6to Semestre

2. Método diferencial El estudio cinético por métodos diferenciales requiere conocer la velocidad de reacción. Los datos experimentales de velocidad de reacción se obtienen a partir: De datos de variación de la concentración de los reactivos (y/o productos) durante el avance de la reacción (tiempo) De datos de variación de una propiedad del medio de reacción que varíen como consecuencia de la reacción y que se pueda correlacionar con la concentración de reactivos (y/o productos)

3. Este método se utiliza principalmente en reacciones monodireccionales y, mayormente, cuando la ley de velocidad de reacción dependa de una sola especie, en otras palabras, se considerarán reacciones del tipo aA→bB con ley de velocidad. Sin embargo, se puede utilizar este método en reacciones con más de un reactivo haciendo la suposición sobre la concentración en exceso en uno de ellos. ¿Qué es?

4. Velocidad de reacción Pasos del método diferencial 01 Asume que cuentas con los datos de concentración [A] , [A] 1 , …, [A] n a los tiempos t , t 1 , … , t n , respectivamente. Se calcula la velocidad de reacción para cada intervalo de tiempo, t, mediante la siguiente expresión: donde i=1, 2, 3, … , n

5. Tabulación 02 Se crea una tabla calculando el logaritmo de las concentraciones y el logaritmo de las velocidades de reacción obtenidas en el punto anterior.

6. Obtención de α y log κ 03 a) Representación gráfica : con los datos de la tabla se grafica log( rA ) contra log[A]. La pendiente obtenida permite conocer el orden de reacción α y de la ordenada al origen se obtiene log κ .

7. Obtención de α y log κ 03 b) Sistema de ecuaciones: el orden global de reacción y la constante cinética de velocidad de reacción se pueden obtener a partir de un sistema de ecuaciones con dos incógnitas. Este método se basa en dos valores, por lo que los resultados dependen de la elección de estos. Con más de dos datos el ajuste lineal dará una mejor aproximación.

8. Ejemplo El compuesto D se produce mediante la siguiente reacción A→D a una temperatura de 35 C. Del análisis cinético para la reacción se obtuvieron los siguientes datos: Determinar el orden de reacción y la constante cinética de velocidad.

9. Solución por representación gráfica: Con los datos proporcionados se genera la tabla correspondiente. Grafica los resultados de la columna log( rA ) contra los de la columna log[A] obtenidos de esta tabla y realiza el ajuste lineal de los datos como se muestra en figura.

10. Solución por representación gráfica: De la ecuación de la recta obtenida, el orden de reacción corresponde a la pendiente, es decir, y la ordenada al origen corresponde al logaritmo de la constante cinética de velocidad Despejando k , de acuerdo con las propiedades de los logaritmos, se tiene que

11. Solución por sistema de ecuaciones: De la tabla generada se toma cualquier par de valores, por ejemplo log(rA6) y log(rA8); y los respectivos para log[A]. Estos valores sustitúyelos en la ecuación linealizada y así obtendrás un sistema de ecuaciones con dos incógnitas, para determinar α y κ , es decir,

12. Solución por sistema de ecuaciones: Se obtendrían resultados ligeramente diferentes si se hubieran tomado otros puntos, es conveniente tomar los puntos más cercanos al ajuste lineal en la gráfica. El orden de reacción en ambos casos es cercano a 1.

13. Otro método: Si los datos de la tabla están dados a intervalos de tiempo iguales, entonces los datos de la tercera columna( rA ) se pueden calcular por medio de las siguientes expresiones para obtener una mejor aproximación. La ventaja de la diferenciación numérica es que se obtiene mejor aproximación de los datos, porque se consideran tres valores para calcular cada rAi .

14. GRACIAS Fuente : Gómez, S. (2018). Introducción a la Cinética Química y Catálisis . Universidad Autónoma Metropolitana. file:///C:/Users/escue/Downloads/Introducci%C3%B3n+a+la+Cin%C3%A9tica+Qu%C3%ADmica+y+Cat%C3%A1lisis_2023.pdf López, R. (s.f.). Tema 4. Métodos Integrales de Análisis de Datos Cinéticos . Universidad del País Vasco. https://ocw.ehu.eus/pluginfile.php/54394/mod_resource/content/1/cineticaqui/transparencias-de-los-temas/transparencias_tema_04.pdf