OBTENCION Y TRATAMIENTO DE DATOS CINETICOS MEDIANTE ELMETODO INTEGRAL Y DIFERENCIAL EMPLEANDO LA REACCION DE SAPONIFICACION DEL ACETATO DE ETILO 1 Introducción Una ecuación cinética que caracteriza a la velocidad de reacción y su forma puede provenir de consideraciones teóricas o ser simplemente el resultado de un procedimiento empírico de ajuste de curvas. En ambos casos, el valor de los coeficientes cinéticos de la ecuación solamente puede determinarse por vía experimental, ya que en la actualidad resultan inadecuados los modelos de predicción. 2 Objetivos Realizar tratamientos de datos cinéticos mediante el método integral y método diferencial empleando como sistema la reacción de Saponificación del Acetato de Etilo Aplicar en el tratamiento de datos experimentales los dos métodos matemáticos señalados, para la determinación del orden de reacción, la constante de velocidad y el tiempo de vida media. Definir la exactitud o aproximación de cada método, mediante la comparación de los resultados obtenidos con respecto a los datos teóricos existentes. 3. Marco Teórico La cinética química estudia la velocidad y el mecanismo por medio de los cuales una especie química se transforma en otra. La velocidad es la masa de un producto formado o de un reactante consumido por unidad de tiempo. El mecanismo es la secuencia de eventos químicos individuales cuyo resultado global produce la reacción observada. La cinética química considera todos los factores que influyen sobre ella explicando la causa de la magnitud de esa velocidad de reacción. métodos dilatométricos (cambio en el volumen. potenciometría. añadiendo un inhibidor al sistema. espectrofotometría). índice de refracción. por lo que en general son más indicados para el estudio cinético de una reacción. en caso contrario la reacción de la alícuota se ha de frenar mientras transcurre el proceso de análisis.1 Método Diferencial Cuando una reacción es irreversible. Son rápidos y evitan tener que sacar muestras del reactor. Por ejemplo: A productos Expresando la velocidad de reacción como -rA = kCAα o bien como dC A kC A dt . métodos ópticos (polarimetría. Las formas en las que podemos detener el avance de la reacción son diversas. polarografía). Los métodos físicos más frecuentes son medida de la presión en reacciones gaseosas.Para poder estudiar la cinética química de una reacción debemos seguir de algunos métodos Métodos químicos En los métodos químicos se separa una cantidad de sustancia (alícuota) del reactor para su análisis. dependiendo de cada sistema: disminuyendo la temperatura de reacción. Métodos Físicos En los métodos físicos se mide una propiedad física de la mezcla que cambie a lo largo de la reacción. Para que los métodos químicos sean eficaces. métodos eléctricos (conductimetría. eliminando alguno de los reactivos. colorimetría. en muchos casos es posible determinar el orden de reacción α y la constante de velocidad específica diferenciando numéricamente los datos de concentración contra el tiempo. 3. eliminando el catalizador. deben ser rápidos en relación a la reacción a estudiar. 2 Método Integral Para determinar el orden de reacción por el método integral. rA = -k. conjeturamos el orden reacción e integramos la ecuación diferencial usada.Sacando logaritmo natural de ambos miembros de la velocidad de reacción tendremos: dC ln A ln k ln C A dt dC A en función de (ln CA) es el orden La pendiente de una grafica de ln dt de reacción Para obtener la derivada de dC A / dt . debemos diferenciar los datos de concentración tiempo. 3. o kt Si el ajuste del grafico CA en función de tiempo no se ajusta a una aproximación lineal satisfactorio. efectuada en un reactor por lotes de un volumen constante. el balance de moles es: dC A rA dt En el caso de una reacción de orden cero. la grafica apropiada de los datos concentración-tiempo (determinada a partir de la integración) será lineal. tenemos C A C A. se ensaya con otra ecuación cinética. numéricamente o gráficamente.o en t = 0. Para el ejemplo A productos. y la ley de velocidad y balance de moles combinados dan dC A k dt Integrando con CA = CA. 4 Parte Experimental Se estudiara la reacción de saponificación del acetato de etilo . Si el orden que supusimos es correcto. Preparar y valorar 100 ml de la solución de concentración 0. Adicionar 2 ó 3 gotas de fenolftaleína al vaso de precipitados (reactor).A Fenolftaleina Agua Destilada 4. Nota: La última alícuota probablemente será de 10 ml. debido al error de medición.2 Desarrollo de la Práctica Preparar 100 ml de solución 0. Preparar 100 ml de solución 0.03 M de NaOH.1 Equipo y Material a Utilizar Dos matraces aforados de 100 mL Una bureta de 25 mL Dos vasos precipitados de 250 mL Dos matraces Erlenmeyer de 100 mL Un termómetro Un cronómetro Acido clorhídrico concentrado Hidróxido de sodio P.4. Adicionar 50mL de NaOH al reactor e inmediatamente proseguir con el siguiente paso. adicionarlos a un matraz Erlenmeyer y titular con HCl 0. Repetir el anterior paso cada 3 minutos (tomar 10 lecturas).02M. Tomar una alícuota de 10 ml del sistema.A Acetato de etilo P. .02 M Tomar 50mL de acetato de etilo con una probeta y agregarlos a un vaso de precipitados de 250mL que servirá como reactor.02M de ácido clorhídrico ( HCl) y aforar en una bureta con la solución de HCl 0.03 M de acetato de etilo. 03M CNaOH CB.1 Diagrama Experimental Acetato de Etilo 0.03 M CHCL = 0.00208 0.o = 0.] 2 5 7 8 7 5.03M Fenolftaleina 50 ml NaOH 50 ml Acetal Etilo Titular HCl Incoloro Rosa 5 Cálculos y Resultados Cacetato etilo CA.2 5.1 0.9 5.03M NaOH 0.02M Tabla de datos Experimentales Corrida Tiempo Volumen de HCl [mL] Concentración NaOH [M] 1 2 3 4 [min.2.00204 .00236 0.0028 0.o = 0.4. 00184 0.9 4.000092 0.371577964 332 2.4 t [s] 150 332 465 520 600 642 720 862 1117 1254 moles NaOH no rxn [NaOH](T)(MOL/L) 0.748872196 720 2.542535763 465 2.00192 0.2 5.00164 0.1 4.00192 0.4 0.00204 0.9 3.000078 0.0028 0.000068 0.728252908 642 2.95651156 1254 3.6 4.6 4.000096 0.9 3.5 6 7 8 9 10 10 10 12 14 18 20 4.00184 0.00236 0.00196 0.000082 0.00208 0.00156 0.79143181 862 2.9 5.000098 0.00136 METODO INTEGRAL T [min] 2 5 7 8 10 10 12 14 18 20 t [s] 30 32 45 40 0 42 0 22 37 54 V [ml] 7 5.688247574 600 2.00014 0.668829488 520 2.90650114 1117 2.000118 0.8 4.00156 0.093712682 .00164 0.9 4.1 3.00196 0.000102 0.000104 0.00136 Asumiendo 1 orden (-dca/dt)= k ca ln(ca0/ca)=kt t ln(ca0/ca) 150 2.8 4.1 3. Asumiendo 2 orden (-dca/dt)= k ca2 (1/ca-1/cao)=kt t (1/ca-1/cao) 150 323.692308 1254 701.960784 .862745 600 476.39548 465 447.809524 332 390.435897 520 456.422764 1117 607.144928 862 576.5 720 510.870748 642 487. (1998) “Introduction to Chemical Reaction Engineering and Kinetics” 1a. (1998) “Ingeniería de las Reacciones Químicas”.7host. ed.htm .981 con estos resultados se llego a la conclusión que la reacción es de 2 orden.es/~iqa/lab_doc. Nueva York 3. Pearson Educación. ed. O.6 Observaciones y Conclusiones Se ha logrado encontrar el orden de la reacción con los datos experimentales por el método integral con los siguientes valores a= 0. New York 4. Siendo a = k =0. 2a.com/esiqie/quimica/cinetica/indice.urjc. http://www. Ronald W.escet. http://www. México 2. John Wiley. FOGLER H. LEVENSPIEL. 3a.318 [l/mol*s] 7 Bibliografía 1. ed. (2001) “Elementos de Ingeniería de las Reacciones Químicas”. MISSEN.user1. b=286 y el valor de la correlación r =0. Wiley.318.html#reactores 5. S.
Report "Reaccion de Saponificacion Del Acetato de Etilo"