Método de analisis de datos cinéticos

UNEFM. ING QUÍMICA. INGENIERÍA DE LAS REACCIONES

1. Métodos para la obtención de datos cinéticos La ecuación de velocidad nos indica como cambia la velocidad de una reacción a una temperatura especifica conforme modificamos las concentraciones de los reactivos. La ecuación de velocidad para cualquier reacción química debe determinarse de forma experimental. Existen diferentes métodos para obtener la ley de velocidad de una reacción. UNEFM-Aprendizaje Dialógico Interactivo-Ingeniería de las reacciones químicas-Prof. Sheila Rivero

2. UNEFM-Ingeniería de las Reacciones Químicas-Aprendizaje Dialógico Interactivo-Prof. Sheila Rivero Métodos para la obtención de datos cinéticos Método integral Es un procedimiento de ensayo y error usualmente es empleado para reacciones irreversibles y elementales. El método en general consiste en suponer un orden de reacción , integrar la ecuación de diseño, y chequear si los datos experimentales coinciden con los predichos. La forma de chequear estos datos es probando las ecuaciones integradas de velocidad, representando las funciones de concentración frente al tiempo, para distintos ordenes de reacción (0,1,2,3…), hasta obtener sistemáticamente la mejor correlación lineal ; entonces puede determinarse la constante cinética k.

3. Reacciones de orden cero (0) La ley de velocidad queda expresada: Donde Combinando, reacomodando e integrando: Si los puntos obtenidos al graficar C A contra t se ajustan a una línea recta, el orden asumido es correcto. La pendiente de dicha recta corresponderá al valor de k. UNEFM-Ingeniería de las Reacciones-Aprendizaje Dialógico Interactivo-Prof. Sheila Rivero Método integral Consideremos la siguiente reacción: t C A -k

4. UNEFM-Ingeniería de las Reacciones-Aprendizaje Dialógico Interactivo-Prof. Sheila Rivero Método integral Reacciones de primer orden: La ley de velocidad queda expresada: Donde Combinando, reacomodando e integrando: Si los puntos obtenidos al graficar L n C A contra t se ajustan a una línea recta, el orden asumido es correcto. La pendiente de dicha recta corresponderá al valor de k. t Ln C A -k

5. UNEFM-Ingeniería de las reacciones-Aprendizaje Dialógico Interactivo-Prof. Sheila Rivero Reacciones de segundo orden: La ley de velocidad queda expresada: Donde Combinando, reacomodando e integrando: Si los puntos obtenidos al graficar 1/C A contra t se ajustan a una línea recta, el orden asumido es correcto. La pendiente de dicha recta corresponderá al valor de k. Método integral t 1/C A k

6. UNEFM-Ingeniería de las Reacciones Químicas-Aprendizaje Dialógico Interactivo-Prof. Sheila Rivero Métodos para la obtención de datos cinéticos Método diferencial En este método no es necesario suponer un orden como lo hicimos en el caso anterior. A partir de él podemos determinar el valor de k y el orden de reacción n. Si la ley de velocidad tiene la forma general Aplicamos logaritmo natural a ambos lados de la expresión anterior, obteniendo: Si graficamos contra , se obtiene n de la pendiente, y la ordenada en el origen es Ln k. Para determinar observe el procedimiento del texto Ingeniería de las Reacciones de Levenspiel . (Ejemplo 3.2)

7. UNEFM-Ingeniería de las Reacciones Químicas-Aprendizaje Dialógico Interactivo-Prof. Sheila Rivero Métodos para la obtención de datos cinéticos Método de la vida media Dados los datos experimentales, se deben realizar los siguientes pasos: Representar CA contra el tiempo (t) Señalar en la grafica, las C A o y sus mitades. Leer los tiempos de vida media correspondientes. Representar Ln t1/2 contra el Ln C A o con los datos obtenidos en el paso anterior. Obtener de la grafica, la pendiente (m). Siendo m=1-n; donde n será el orden de la reacción. Conocido n, calcular la con la representación lineal que corresponda.

8. Toma nota de tus dudas! En la próxima clase serán discutidas. Ten en cuenta estar al día !!!!! UNEFM-Ingeniería de las Reacciones-Aprendizaje Dialógico Interactivo-Prof. Sheila Rivero