DETERMINACION DE CONSTANTES.

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La experimentación es tan simple y rápida para incorporar una lección en el análisis estadístico. Se sugiere que el estudiante repita la experimentación el número de veces necesarias, para encontrar el valor constante, con 95 % en el intervalo de confianza para el valor constante.

Ésta, es la más simple de una clase entera de experimentos que pueden hacerse con buretas y capilares. La figura 13.3 muestra algunos de los muchos otros esquemas de reacción que pueden usarse.

Puede haber más de una manera para probar el valor obtenido. Se reta a la iniciativa e ingenio del estudiante para ver su enfoque particular del problema. Por ejemplo: para reacciones en la serie, A R S, puede tratar de separar la concentración directamente, o puede seguir las relaciones de concentración y las adapta a graficas como las de Levenspiel, o bien, puede tratar de usar las condiciones cuando el intermediario de la reacción llega a un valor máximo. Existen diferentes enfoques para este tipo de reacciones.[pic 10][pic 11]

Sugerencias.

Hemos probado todas las variaciones experimentales de la figura 13.3, en el laboratorio, y encontramos que en considerar las siguientes precauciones simples resultará un óptimo resultado en la teoría de experimentación.

- Estar seguro que la salida capilar este al nivel cero con la línea de la bureta y dejar que el agua fluya hasta que se logre el equilibrio.

- No tener restricción entre la bureta y el capilar comparable, con el del capilar mismo.

- Averigüe que corriente laminar existe en el capilar. Para un capilar y bureta ordinarios esta condición se satisface bien.

- Antes de comenzar una experimentación verter agua dentro de la bureta y el capilar para humedecerlos. También ver que esa agua no fluya a lo largo del fondo del capilar. Use una banda de goma para concentrar la salida del capilar.

- Si el capilar no es suficientemente largo entonces el tiempo de corrida será corto, si es demasiado largo se desperdiciará tiempo: Las sugerencias siguientes son para tener una escala conveniente de tiempo y longitudes del capilar.

- Tomar como T1 el tiempo requerido para que el agua en la bureta bajara a la mitad de su altura inicial y dejar la longitud correspondiente de capilar como L1.

- Para la primera experimentación de la figura 13.3 (ver apéndice) encontramos a T1 = 30 - 10 segundos. Para otras experimentaciones se debe buscar una escala de tiempo y longitudes capilares apropiadas.

Debe considerase que pueden existir un número diverso de combinaciones bureta-capilar por usar en el laboratorio.

Notas: En las ecuaciones 8a, 9, 10, 11a, se usa un diámetro diferente de buretas para obtener diferentes valores constantes para las reacciones reversibles. Deben ser tomadas las alturas del volumen de la bureta. En 8b puede usarse simplemente una bureta y sí se puede ubicar el capilar a una altura arriba de cero de lectura sobre la bureta. En 11b pueden usarse dos buretas si se ubica el segundo capilar algo arriba del cero de la bureta.

11. Sistemas de evaluación.

11.1 Lineamientos generales para la evaluación:

Reporte escrito, el cual debe contener:

- Cálculos

- Reportar la constante de reacción.

- Gráficos de tiempo vs concentración.

- Memoria de cálculo.

- Tabla de datos.

11.2 Resultados esperados en relación a los criterios de desempeño específicos de la práctica:

- Actuación profesional responsable, ética y honesta en los resultados.

- Reporte escrito con los datos de resultados.

11.3 Método de asignación de calificaciones:

- Asistencia: 25%

- Portafolio: 15%

- Reportes de prácticas: 25%

- Proyecto semestral: 25%

- Exámenes: 10%

12. Bibliografía:

Zhang Gou-Tai y Hau Shau-Drang. Una gran venta $12 para una docena de experimentos en CRE. Oregon State University, Corvallis, OR 97331.

O. Levenspiel. Ingeniería de Reacciones Químicas. 2da Ed. Figura 15, página 191, Wiley, 1972.

13. Para saber más:

H. Scott Fogler. Elementos de Ingeniería de las reacciones Químicas. Prentice Hall.

APÉNDICE.

1. Muchos de los modelos cinéticos de la figura 3 (casos 1 a 6) son los casos especiales de reacciones de Denbigh (caso 7). La forma integrada para este modelo cinético, después de la apropiada manipulación se encuentra que es:

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

Donde:

[pic 17] y [pic 18]

Las condiciones cuando el intermediario está en su valor máximo son entonces:

[pic 19] [pic 20]

2. Todas las ecuaciones cinéticas en la figura 13.3 involucran sistemas de reacciones de primer orden y son convenientemente resueltas por la integración o por la simulación en computadora. Esta es una consideración para sistemas no lineales y cuando el orden de la reacción difiere de la unidad.

[pic 21]