EON FANEROZOICO

Mtodos experimentales en Cintica Qumica

Ing. Virginia QuispeINTEGRANTESJhordy Manrique Olrtegui Csar rraga Carhuavilca Marco

1Entre los mtodos experimentales tenemos:Mtodo DiferencialMtodo IntegralMtodo de Velocidades Iniciales Mtodo de la Vida Media

Usando el mtodo grafico, diferenciacin, etc; elaboramos la siguiente tabla

Ejemplo: Determinacin de la ley de velocidadLa reaccin de cloruro de trifenilmetilo(tritilo) (A) y metanol (B)

Se llev a cabo en una solucin de benceno y piridina a 25C. L a piridina reacciona con HCl que despus precipita como clorhidrato de piridina, de tal forma que la reaccin es irreversible. Los datos de concentracin-tiempo en la tabla E5-1.1 se obtuvieron en un reactor intermitente.

Mtodo grafico

Graficando:

Llevndolo a una tabla tenemos: Segn el mtodo GraficoCalculamos

Graficando

Luego la regla de correspondencia ser

y comparando con (**) ,tenemos que:

lnk= -2.3654 entonces k= 0,0939 dm3/mol*min

Segn el Mtodo de Diferencia Finita

Tabulando

Luego la regla de correspondencia ser

y comparando con (**) ,tenemos que: lnk= -2.092 entonces k= 0,1234 dm3/mol*min

b) Por dato tenemos que la reaccin es de primer orden, con respecto al metanol pero

con

Resolviendo

Luego la ley de velocidad es:

en mol/dm3*min

II. MTODO DE VELOCIDADES INICIALESMTODO DE VELOCIDADES INICIALESPara cada concentracin inicial, se tiene una respectiva velocidad inicial. La pendiente de la recta es el orden de reaccin.

La velocidad inicial de cada reaccin es la pendiente de la curva C vs t evaluado en t = 0

III. MTODO DE LAS VIDAS MEDIAS MTODO DE LAS VIDAS MEDIASMETODO DE RELAJACIONEl significado cientfico de relajacin es el de aproximacin del sistema a una nueva posicin de equilibrio despus de haber sido perturbadaEn las tcnicas de relajacin se parte de una situacin en la que se ha establecido un equilibrio qumico entre reactivos y productos y se cambia bruscamente una de las variables que determinan la posicin del equilibrio. METODO DE RELAJACIONSe usan principalmente en reacciones en fase lquida.El ms comn es mediante un salto brusco de temperatura. Si Hreaccin 0, un cambio en la temperatura produce una variacin importante en la constante de equilibrio, y por lo tanto un cambio de las concentraciones en equilibrio de reactivos y productos.Para una temperatura T1

Cuando cambia la temperatura a T2

La ecuacion de velocidad para el equilibrio sera:

La variacion de la concentracion es

si

Se define tiempo de relajacion

Consideremos el sistema de reaccion con una reaccion de segundo orden y la opuesta de primero:

Obtenemos el tiempo de relajacion analagonamente al primer caso

Para un sistema en el que tanto la reaccion directa como la inversa sean de segundo orden

En este mtodo se elige una ecuacin cintica particular, se integra y se comparan los datos calculados de [C] frente a t con los datos experimentales de [C] frente a t, y si el ajuste no es satisfactorio se elige otra ecuacin cintica.

MTODO INTEGRAL DE ANLISIS DE DATOSMtodo Integral

Procedimiento general: *f(C) en funcin de

2. Separando variables y encontramos:1. Velocidad de descomposicin de A :Volumen Constante

Mtodo Integral3. f(C) es proporcional al t recta de pendiente k.4. A partir datos experimentales se calculan los valores numricos de la integral.5. Si obtenemos una recta que pasa por el origen podemos decir que la ecuacin cintica ensayada se ajusta a los datos. Procedimiento Integral

Reacciones Irreversibles de orden cero Una reaccin de orden cero es cuando la velocidad de reaccin es independiente de la concentracin de los reactantes

Reacciones Irreversible de Primer orden Considerando la reaccin irreversible de primer orden:

Suponer que se quiere ensayar , para esta reaccin, la ecuacin cintica del tipo:

Separando variables e integrando se obtiene:

En funcin de la conversin, la ecuacin de la velocidad se transforma en: que rearreglada e integrada, resulta:

Reacciones Irreversibles de Segundo Orden

Caso 1:

Con la correspondiente ecuacin cintica:

Luego de separar variables e integrar mediante fracciones parciales, se tiene:Caso 2:

La ecuacin definitoria diferencial de segundo orden se transforma en: Luego de integrar, se obtiene:Ejemplo:Una reaccin en fase liquida 3A 2B + C de la que se conoce no es una reaccin elemental. En base a la informacin proporcionada, obtenga la ecuacin de velocidad de esta reaccin, comprobando si se trata de una reaccin de primer o segundo orden. t (s)015304570100130150178Ca (mol/l)1.8151.5521.351.2120.9990.8570.7290.67210.601t (s)015304570100130150178Ca (mol/l)1.8151.5521.351.2120.9990.8570.7290.67210.601lnCa0.59610.43950.30010.1923-0.0010-0.1543-0.3161-0.3973-0.50921/Ca0.55100.64430.74070.82511.00101.16691.37171.48791.6639Reacciones con mas de un reactivo

.El estudio cintico de reacciones en las que participan ms de un reactivo tiene una mayor complejidad en comparacin con las reacciones con un nico reactivo.