Reacciones múltiples serie y paralelo (3) (1).pptx

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1. Reacciones en serie Ciertos sistemas, una vez activados, evolucionan mediante una cascada de reacciones hacia un estado relativamente estable. Así, el proceso vendrá simbolizado por: Para el esquema reactivo anterior el conjunto de ecuaciones diferenciales que describen la variación de las concentraciones con el tiempo es:

2. Resolución de la primera ecuación diferencial

3. Resolución de la segunda ecuación diferencial: Para ello hacemos uso de la solución de la primera ecuación diferencial

4. De la conservación de la masa, x = y + z (¡ojo!, esta relación varía dependiendo de la estequiometria del proceso), podemos obtener z en función de t.

5. En la siguiente figura se han representado las concentraciones molares de las especies A, B y C (es decir, a-x, y, z, respectivamente) para a = 1, k1 = 0.3 s-1 y k2 = 0.05 s-1.

6. Reacciones en paralelo Con frecuencia ciertos sistemas químicos pueden dar lugar a varias reacciones paralelas. Esta situación se presenta frecuentemente en química orgánica; así, por ejemplo, el tolueno puede nitrarse en la posición orto, para o meta:

7. Otras veces el estudio de este tipo de reacciones quedará justificado por la necesidad de separar los componentes de una mezcla. Así, por ejemplo si tenemos una mezcla de A, B y C, la reacción con un reactivo común R podrá dar lugar a distintos productos: Dentro de este apartado consideraremos dos casos: las reacciones gemelas y las concurrentes (también llamadas competitivas)

8. Reacciones Gemelas Son aquellas reacciones paralelas que tienen en común los mismos reactivos (es decir, son aquellas reacciones que progresan simultáneamente en varias direcciones). Esquemáticamente: Vamos a estudiar únicamente reacciones que obedecen al esquema 1 y, para mayor simplicidad, consideraremos que los coeficientes estequiométricos implicados son todos iguales a la unidad.

9. Reacciones Gemelas Ciertos métodos empleados en el análisis cinético de las reacciones gemelas puede extenderse al caso de las reacciones concurrentes correspondientes al esquema: La velocidad de desaparición del reactivo A será

10. Las velocidades de formación de los productos D y F serán Cuando los órdenes n1, n2, m1 y m2 son cualesquiera, el análisis cinético de este tipo de reacciones es complicado; el problema se simplifica cuando n1 = n2