DISEÑO DE REACTORES CAPÍTULO 2

CINÉTICA DE LAS REACCIONES HOMOGÉNEAS

Tipos de reactores sencillos En los reactores ideales se distinguen tres tipos ideales de modelos de contacto o de flujo. Con mucha frecuencia se intenta construir reactores reales que se aproximen hasta donde es posible a estos modelos ideales.

Composición uniforme en cualquier punto del reactor, pero varía con el tiempo.

El fluido pasa a través del reactor sin mezclarse los elementos que entran antes con los que entran después.

Uniformemente mezclados, la misma composición a la entrada y a la salida del reactor

IntermitenteFlujo

pistónTanque agitado

Ecuación cinética

Se supone una reacción en una sola fase aA + bB rR + sS. La medida más útil de la velocidad de reacción del reactivo A es:

El signo menos significa

que desaparece

Es una medida intensiva

Nota: Las unidades son en:

mol/ m3. s

Además, las velocidades de reacción de todos los compuestos implicados en la reacción están relacionadas mediante:

Reacciones únicas

Se dice que la reacción es única cuando el transcurso de la misma se puede representar por una sola ecuación estequiométrica y una sola ecuación cinética.

Se habla de reacciones múltiples cuando para representar los cambios observados se requiere más de una ecuación estequiométrica, y más de una expresión cinética. Entre ellas tenemos a:

Reacciones múltiples

Tipos de reacciones

A R S

A R

B SA R

S

Reacciones en serie

Reacciones en paralelo

(Competitiva) (Simultánea)

A + B C

Reacciones elementales

Reacciones no

elementales Involucra un solo paso

Los coeficientes estequiométricos son idénticos a la potencia en la Ley de velocidad

No hay correspondencia directa entre la ecuación cinética y la estequiométrica

A + B R H2 + Br2 2HBr

-rA = kCACB -rHBr = k1[H2][Br2]

k2 + [HBr]/[Br2]

Ec. estequiométrica

Velocidad de reacción

Molecularidad y orden de una reacción

La molecularidad de una reacción elemental es el número de moléculas que interviene en la reacción, y se refiere solamente a una reacción elemental.

Nota:

Constante Cinética K

Las dimensiones de la constante cinética k para la reacción de orden n son:

(Tiempo) (Concentración)-1 1-n

Representación de una reacción elemental

Cuando se expresa una velocidad de reacción, se puede emplear cualquier otra magnitud equivalente a la concentración ( por ejemplo, presiones parciales).