Isomerización de n-butano a isobutano
Enviado por desireealejandra • 5 de Noviembre de 2022 • Documentos de Investigación • 2.859 Palabras (12 Páginas) • 677 Visitas
UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI
ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA MATERIA: REACTORES II
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ASIGNACIÓN:
Isomerización de n-butano a isobutano
Profesora:
Yaneis Obando Integrantes:
Desiree Marín V-27.316.335 Daniel Querequechua, V-26.512.025
Gabriela López, V-27.947.656
Manuel Figueroa, V-26.720211
Ysleidy Rosas, V-27.929.048
Barcelona, enero 2022
Tabla 1. Propiedades Termodinámicas de los compuestos en su estado gaseoso.
Compuestos | ΔHf° (kJ/mol) | ΔG° (kJ/mol) | Cp° (J/mol.°K) | S° (J/mol.°K) |
Iso-butano | -134,8 | -20,9 | 96,65 | 294,6 |
n-butano | -124,7 | -15,7 | 98,49 | 310,1 |
R (Constante universal de los gases) = 8,314 (J/mol. °K)
¿Qué es la isomerización de n-butano a isobutano?
Un proceso de isomerización es aquel mediante el cual una molécula es transformada en otra que posee los mismos átomos, pero dispuestos de forma distinta. Esto es lo que ocurre en la transformación de n-butano a isobutano. Uno de los átomos de carbono cambia su posición, haciendo la cadena más corta por lo que se dice que el isobutano es un isómero estructural de cadena.
La reacción de isomerización de normal butano a isobutano consiste en una reacción exotérmica a partir de la cual el normal butano reorganiza sus ramificaciones y se obtiene el isobutano.
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n-Butano Isobutano
- Determinar el calor de reacción a la reacción para un rango de temperatura comenzando por la estándar.
En un sistema abierto: [pic 3][pic 4][pic 5]
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Por lo tanto…
- Se hace uso de la Ley de Hess para determinar el calor a diferentes temperaturas (25, 50, 100, 150, 200 y 300 °C) de la siguiente reacción, de isomerización de n-butano a isobutano.
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- Cálculo de ∆H°r en condiciones estándar: 1 atm y 25°C.
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Dónde:
Entalpía de la reacción.[pic 13]
: Entalpía de formación del isobutano (producto).[pic 14]
: Entalpía de formación del butano (reactivo).[pic 15]
: Coeficiente estequiométrico del producto.[pic 16]
: Coeficiente estequiométrico del reactivo.[pic 17]
: -134,8 kJ/mol ; : -124,7 kJ/mol[pic 18][pic 19]
1 ; 1[pic 20][pic 21]
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Cálculo de ∆Hr a 50, 100, 200 y 300 °C de temperatura.[pic 26][pic 25]
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Cpn: 3,96+(37,15x10-2*T)+(-18,34x10-5*T2) [kJ/kmol*K]
Cpi: -7,913+(41,60x10-2*T) +(-23,01x10-5*T2) [kJ/kmol*K]
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Se realiza el mismo procedimiento para las demás temperaturas.
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Grafica nro. 1: Cambio de entalpía con respecto a la temperatura en un rango de 25 a 300°C, de la isomerización del normal butano a isobutano.
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Las reacciones exotérmicas cuentan con < 0, esto se debe a que en estas reacciones la energía final del producto es menor a la energía inicial del reactivo, ya que el reactivo desprende energía calorífica, esa energía se invierte en aumentar la temperatura del propio sistema, por lo que ocurre un calentamiento. En este caso, cuando sucede la isomerización del n-butano entendemos que el n-butano libera energía a los alrededores y, como se observa en la gráfica, a medida que aumenta la temperatura hay una mayor liberación de energía, esto puede provocar un desplazamiento de la reacción química en el sentido que absorba calor (sentido endotérmico). Lo más favorable para la formación de isobutano es desplazar la reacción química al sentido que libera calor (sentido exotérmico), es decir, el n-butano, por lo tanto, es recomendable realizar la reacción a la temperatura más baja posible dentro del margen óptimo. [pic 47]
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