MARCO TERICOHidrxido de sodioElhidrxido de sodio(NaOH) ohidrxido sdico, tambin conocido comososa custicaosoda custica, es unhidrxidocusticousado en la industria (principalmente como una basequmica) en la fabricacin depapel,tejidos, ydetergentes. Adems es usado en la Industria Petrolera en la elaboracin de Lodos de Perforacin base Agua.A temperatura ambiente, el hidrxido de sodio es un slido blanco cristalino sin olor que absorbe humedad del aire (higroscpico). Es una sustancia manufacturada. Cuando se disuelve en agua o se neutraliza con un cido libera una gran cantidad de calor que puede ser suficiente como para encender materiales combustibles. El hidrxido de sodio es muy corrosivo. Generalmente se usa en forma slida o como una solucin de 50%.Acido clorhdricoElcido clorhdrico,cido muritico,espritu de sal,cido marino,cido de salo todava ocasionalmente llamado,cido hidroclrico(por su extraccin a partir de sal marina en Amrica),agua fuerteosalfumn(en Espaa), es una disolucin acuosa del gascloruro de hidrgeno(HCl). Es muycorrosivoycido. Se emplea comnmente como reactivo qumico y se trata de uncido fuerteque se disocia completamente en disolucin acuosa. Una disolucin concentrada de cido clorhdrico tiene unpHinferior a 1; una disolucin de HCl 0,1 M da un pH de 1 (Con 40 mL es suficiente para matar a un ser humano, en un litro de agua. Al disminuir el pH provoca la muerte de toda la flora y fauna).

REACTOR QUIMICOUnreactor qumicoes un equipo en cuyo interior tiene lugar unareaccin qumica, estando ste diseado para maximizar la conversin y selectividad de la misma con el menor coste posible.Tipos de reactores qumicos.

Reactor intermitente reactor de tanque agitado Reactor de flujo pistn

REACTOR DE TANQUE AGITADO O CSTR

Un Reactor de Mezcla Completa o CSTR es un recipiente en donde se pueden realizar reacciones cinticas y algunos otros tipos. La simulacin de un reactor de mezcla completa requiere que se especifiquen las velocidades de cada una de las reacciones, adems de su estequiometria y los parmetros incluidos en la ecuacin de diseo del reactor.Un reactor de mezcla completa es un tanque dotado de un mecanismo de agitacin que garantice un mezclado que haga que toda la masa reaccionante sea uniforme en sus propiedades. Un reactor de mezcla completa opera en forma continua, es decir, los flujos de entrada de reaccionantes y salida de productos son permanentes. Se asume que la corriente de entrada es perfecta e instantneamente mezclada con la masa presente en el reactor, de tal manera que la mezcla completa es un tanque dotado de un mecanismo de agitacin que garantice un mezclado que haga que toda la masa reaccionante sea uniforme en sus propiedades. Un reactor de mezcla completa opera en forma continua, es decir, los flujos de entrada de reaccionantes y salida de concentracin de la corriente de salida es igual a la concentracin de la masa reaccionante dentro del reactor.

La conversin que se alcanza en un reactor de mezcla completa depende del volumen, el tiempo espacial y la velocidad de reaccin en el reactor, adems del flujo y la concentracin del alimento. Estos factores estn relacionados en la ecuacin de diseo propia de este tipo de reactor.Conceptos bsicos para diseo de reactores

Para nuestra reaccin qumica se considera que es una reaccin irreversible.Reactivo limitante.Es el reactivo que se consume primero en una reaccin qumica.Para nuestra reaccin qumica ambos reactivos entran a la misma concentracin es decir deberan consumirse al mismo tiempo.Conversin en una reaccin.La conversin esta dado por la ecuacin:

Ley de velocidad y orden de una reaccinv = k [A]m [B]nm + n + = orden de reaccin totalk = constante de velocidad (funcin de la temperatura, de la propia reaccin y si lo hay del catalizador).Balance de materiaLey de conservacin de la materia

Condiciones para un reactor de tanque agitado.

No existe acumulacin dentro del sistema.No existe generacin dentro del sistema.

Para un reactor de tanque agitado el balance de masa sera:

Entrada de A (mmol/s)=

Salida de A (mmol/s)=

Desaparicin de A por reaccin=

Reordenando nos da:

. (1)

Determinacin de la constante de velocidad y el orden de una reaccin por el mtodo diferencial.

Para una reaccin:

Conociendo la concentracin final (CA) mediante la ecuacin (1) podemos obtener la velocidad de la reaccin qumica para varios casos.

Tabulando dichos datos y llevndolos a logaritmos se obtiene:El logaritmo de la ecuacin de velocidad:Log (-r) = logk+log [CA] ..(2)Representando log (-r) vs log [CA]:

Por tanto con la pendiente de la recta se obtiene el orden, y con la ordenada en el origen se calcula la constante de velocidad.

OBJETIVOS:Objetivo general: construir y analizar las variables un reactor de tanque agitadoObjetivos especficos: Determinar la constante de velocidad y el orden de reaccin para el cido clorhdrico y el hidrxido de sodio en una reaccin irreversible. Determinar la conversin terica y prctica para el reactor de tanque agitado.PARTE EXPERIMENTALMATERIALES Y REACTIVOS:Materiales 1 Bureta. un soporte universal. 2 fiolas de 500 ml. 1 vaso de 250 ml. Varilla. Frasco lavador. 3 vasos de 50 ml. 1 probeta de 50 ml.Reactivos Papel tornasol. Hidrxido de sodio 0.01M; 0.016M; 0.002M. Acido clorhdrico 0.01M; 0.016M; 0.002M. Fenolftalena. Agua destilada.EQUIPO: Tanque 2Tanque 1

Reactor de tanque agitadoReactor

de 4 litros de capacidad.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

DETERMINACION DE LA ECUACION CINETICA DEDUCIDA DE UN REACTOR DE TANQUE AGITADO:CASO 1: Preparar soluciones de acido clorhdrico e hidrxido de sodio de 0.01 ambos reactivos Llenar los tanques 1 y 2 con hidrxido de sodio y acido clorhdrico respectivamente. Abrir el cao de los tanques de modo que el caudal sea de 11 ml/s. Agitar el reactor y abrir el cao de reactor para recoger la muestra en el vaso de precipitacin.CASO 2: Preparar soluciones de cido clorhdrico e hidrxido de sodio de 0.01 ambos reactivos Llenar los tanques 1 y 2 con hidrxido de sodio y cido clorhdrico respectivamente. Abrir el cao de los tanques de modo que el caudal sea de 22 ml/s. Agitar el reactor y abrir el cao de reactor para recoger la muestra en el vaso de precipitacin.CASO 3: Preparar soluciones de cido clorhdrico e hidrxido de sodio de 0.01 ambos reactivos Llenar los tanques 1 y 2 con hidrxido de sodio y cido clorhdrico respectivamente. Abrir el cao de los tanques de modo que el caudal sea de 33 ml/s. Agitar el reactor y abrir el cao de reactor para recoger la muestra en el vaso de precipitacin.DETERMINACIN DE LA CONVERSIN A DIFERENTES CONCENTRACIONES DE REACTANTES: Caso 1: Preparar soluciones de acido clorhdrico e hidrxido de sodio de 0.01 ambos reactivos Llenar los tanques 1 y 2 con hidrxido de sodio y acido clorhdrico respectivamente. Abrir el cao de los tanques de modo que el caudal sea mximo (33 ml/s). Agitar el reactor y abrir el cao de reactor para recoger la muestra en el vaso de precipitacin.Caso 2: Preparar soluciones de acido clorhdrico e hidrxido de sodio de 0.016 ambos reactivos Llenar los tanques 1 y 2 con hidrxido de sodio y acido clorhdrico respectivamente. Abrir el cao de los tanques al mismo caudal del caso 1. Agitar el reactor y abrir el cao de reactor para recoger la muestra en el vaso de precipitacin.Caso 3: Preparar soluciones de acido clorhdrico e hidrxido de sodio de 0.002 ambos reactivos Llenar los tanques 1 y 2 con hidrxido de sodio y acido clorhdrico respectivamente. Abrir el cao de los tanques igualmente al mismo caudal que en el caso anterior. Agitar el reactor y abrir el cao de reactor para recoger la muestra en el vaso de precipitacin.PRODEDIMIENTO GENERAL PARA DETERNINACION DE LA CONCENTRACION FINAL DEL ACIDO CLORHIDRICO:

EL mtodo empleado para determinar las concentraciones finales en ambas experimentaciones ser el de la titulacin, para lo cual se empleara la fenolftalena como indicador y el hidrxido de sodio como el titulante.CLCULOS Y RESULTADOS:Datos:Determinacin de la ecuacin cintica deducida de un reactor de tanque agitado:

EXPERIMENTOv0Ca0Caf

11150,062

22250,087

33350,1

Determinacin de la conversin practica a diferentes concentraciones de reactantes: DATOS EXPERIMENTALES

EXPERIMENTOCa0 (mmol/L)Caf(mmol/L)xa

110,050,95

250,20,96

380,240,97

CALCULOS REALIZADOS:

Determinacin de la ecuacin cintica deducida de un reactor de tanque agitado:

De la ecuacin (1) se determinar la velocidad para cada experimento.

EXPERIMENTOv0Ca0Cafxa(-r)logCalog(-r)

11150,0620,98760,0135795-1,208-1,867

22250,0870,98260,0270215-1,060-1,568

33350,10,980,040425-1,000-1,393

De la ecuacin (2), llevamos a logaritmos las velocidades y las concentraciones finales y graficamos para determinar k y n:Log (-r) = logk+log [CA]

GRAFICO 1Donde se determina que:El orden de la reaccin n es 2.2353.La constante de velocidad k es 6.6896.n= 2.2353k= 6.6896Determinacin de la conversin teorica a diferentes concentraciones de reactantes:

De la ecuacin (1):

Sabiendo que: Remplazando la velocidad de la reaccin en la ecuacin (1) obtenemos:

Tenemos las concentraciones iniciales para cada caso

EXPERIMENTOCa0 (mmol/L)

11

25

38

Tenemos tambin los siguientes datos:V= 4000 mlV0=33 ml/sk= 6.6896Remplazando todos estos datos y tanteando la conversin, se obtiene que para cada caso:DATO TEORICO

EXPERIMENTOCa0 (mmol/L)XA

110,9511

250,9796

380,9843

RESULTADOS:

Para cada experimento a una concentracin inicial diferente se grafica con su conversin respectiva:CONVERSION VS CONCENTRACION INICIAL

GRAFICO 2DISCUSION DE LOS RESULTADOS

Mediante el grafico 2, podemos concluir que, si la alimentacin tiene mayor concentracin el reactor nos proporcionara mayor conversin.Tambin se puede ver del grafico 2 que, a partir de una concentracin inicial de 6 milimoles la conversin no cambia significativamente.Se puede concluir que la concentracin inicial adecuada para empezar la reaccin en el reactor es de 6 milimoles.CONCLUSIONES

Se familiarizo con las variables pertinentes en un reactor de tanque agitado, como son el caudal de alimentacin, la concentracin inicial, la concentracin final, la conversin para dicho reactor.Se determin la constante de velocidad y el orden de la reaccin los cuales son 6.6896 y 2.2353 respectivamente.

Se determin la conversin terica y practica para cada experimento:XA(terico)XA(practico)

0,95110.948

0,97960,964

0,98430,975

BIBLIOGRAFIA

http://www.galeon.com/mcoronado/ANALISIS_UNIDADES/04REACTORES.pdfhttp://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lic/munoz_c_r/capitulo3.pdfhttps://www.upo.es/depa/webdex/quimfis/miembros/Web_Sofia/GRUPOS/Tema%206.pdfhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_reacci%C3%B3nhttp://ocw.uc3m.es/ingenieria-quimica/quimica-ii/material-de-clase-1/MC-F-003.pdfhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reactor_qu%C3%ADmicohttp://www.frlp.utn.edu.ar/materias/integracion3/UT2_Balance_de_materia.pdfhttp://ocw.upm.es/ingenieria-quimica/ingenieria-de-la-reaccion-quimica/contenidos/OCW/LO/cap2.pdfhttp://www.mty.itesm.mx/dia/deptos/iq/iq95-872/Reactores/Clase5_2003.pdfhttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3xido_de_sodiohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_clorh%C3%ADdricohttp://personal.telefonica.terra.es/web/paginadepca/cinetica_quimica_mecanismos_reaccion/metodos_determinacion_orden_reaccion.htm

REACTOR DE TANQUE AGITADO

INFORME

Ctedra:INGENIERIA DE REACCIONES QUIMICAS

Catedrtico :Hugo Suasnabar Buenda

Alumnos: Laura Canchari Juan GabrielLoarte Vargas David ArnoldReyes Muoz AlcidesRoman Montes Miguel ngelSanabria Contreras Victor RolandoSemestre: VII A

2012-I