SAPONIFICACIÓN DEL ACETATO DE ETILO CON HIDRÓXIDO DE SODIO EN UN REACTOR POR LOTES

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En un reactor semilotes el volumen varía con el tiempo ya que se va alimentando un flujo de entrada y la expresión que representa el fenómeno es:

[pic 15]

Si se supone que la reacción es elemental, la expresión de velocidad de reacción se expresa de la forma.

[pic 16]

Como la alimentación al reactor es equimolar según la reacción con que se trabaja en la práctica, la expresión (8) puede reescribirse de la forma:

[pic 17]

Como el reactor lo trabajamos a 26°C, el valor de la constante “k” lo tenemos determinado previamente.

Desarrollando las expresiones (14) y (12) en (11) y linealizando la expresión resultante tenemos que:

[pic 18]

Dónde:

α:Orden de reacción.

RESULTADOS.

- Conversión de los reactores por lotes.

Utilizando la expresión para determinar la conversión en el modelo de cálculo, determinamos la conversión para cada reactor del cual obtenemos los siguientes resultados:

Tabla1. Valores de conversión global para los reactores por lotes.

T(°C)

CAO (M)

CAf (M)

X (%)

26

0.1972

0.02133

89.19

32

0.2013

0.0204

89.85

En el anexo en Excel Llamado (Anexo1-P1-G1) se encuentran los valores de conversión para cada reactor por lotes y para el reactor semilotes.

A continuación mostraremos los gráficos de la conductividad vs tiempo tomados para cada reactor a cada temperatura de trabajo.

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Figura1. Gráfico conductividad vs tiempo para el reactor por lotes a 26°C.

[pic 20]

Figura2. Gráfico conductividad vs tiempo para el reactor por lotes a 32 °C.

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Figura3. Gráfico conductividad vs tiempo para el reactor semilotes (72 mL/min)

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Figura4. Gráfico porcentaje de conversión vs tiempo para el reactor por lotes a 26°C

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Figura5. Gráfico porcentaje de conversión vs tiempo para el reactor por lotes a 32 °C.

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Figura6. Gráfico porcentaje de conversión vs tiempo para el reactor por semilotes (1.2 mL/s).

- Resultados determinación de orden y las constantes de reacción para los reactores por lotes.

Realizando los gráficos según las expresiones enunciadas en la sección de modelo de cálculo, se mostrarán los resultados obtenidos para determinar el orden de reacción en cada caso.

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Figura7. Gráfico reacción de orden cero para el reactor por lotes a 26°C

[pic 26]

Figura8. Gráfico de reacción de orden uno para el reactor por lotes a 26°C

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Figura9. Gráfico reacción de orden dos para el reactor por lotes a 26°C.

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Figura10. Gráfico reacción de orden cero para el reactor por lotes a 32°C

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Figura11. Gráfico reacción de orden uno para el reactor por lotes a 32°C

[pic 30]

Figura12. Gráfico reacción de orden dos para el reactor por lotes a 32°C

Según las tendencias de las líneas graficadas y su aproximación a la linealización, la reacción que se trabajó en el laboratorio corresponde a una de orden dos donde el valor de la pendiente es la constante de velocidad de reacción a cada temperatura, así obtenemos que:

Tabla2. Resultados de las constantes de velocidad a diferente temperatura de trabajo.

K26°C (L/mol.s)

0.0810

K32°C(L/mol.s)

0.0885

- Determinación de la energía de activación y del factor pre exponencial.

Para determinar estos valores se realizó el procedimiento descrito en el modelo de cálculo, se utilizaron los valores anexos en la tabla3. Para realizar el gráfico y la determinación de los valores pedidos gráficamente.

Tabla3. Datos para la determinación de la energía de activación y el factor pre exponencial.

T(K)

k(L/mol.s)

T-1 (K-1)

Ln k

298.15

0.0810

3.35E-3

-2.51

305.15

0.0855

3.27E-3

-2.46

[pic 31]

Figura13. Gráfico para la determinación de la energía de activación y el factor pre exponencial.