Problemas de Ingeniería de las reacciones químicas
Enviado por Fernando Moya Zambrano • 11 de Junio de 2023 • Ensayos • 597 Palabras (3 Páginas) • 50 Visitas
Problema 1. Se han determinado los siguientes valores de la constante de velocidad en función de distintas temperaturas para la descomposición del pentóxido de dinitrógeno gaseoso:
T (K) | K (s-1) |
338 | [pic 1] |
318 | [pic 2] |
298 | [pic 3] |
273 | [pic 4] |
a) Escriba la expresión de la ley de velocidades (ecuación cinética)
La constante cinética tiene unidades de s-1, por tanto, la reacción es de primer orden respecto al pentóxido de dinitrógeno.
[pic 5]
[pic 6]
[pic 7]
b) Determine el tiempo de vida media a 25°C
[pic 8]
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[pic 10]
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[pic 12]
[pic 13]
[pic 14]
c) Calcule el tiempo necesario para que se descomponga el 90% del pentóxido de dinitrógeno inicial a 25°C.
Si se descompone el 90%, la concentración final será el 10% de la inicial.
[pic 15]
[pic 16]
[pic 17]
[pic 18]
[pic 19]
d) Determine la energía de activación de la reacción
Ecuación de Arrhenius: [pic 20]
Ecuación linealizada de Arrhenius: [pic 21]
Graficando ln(k) vs 1/T, y obteniendo su ecuación de correlación lineal, se obtiene:
k(s-1) | T(K) | ln(k) | 1/T | |
4,87E-03 | 338 | -5,32466134 | 0,00295858 | |
4,98E-04 | 318 | -7,60491048 | 0,00314465 | |
3,46E-05 | 298 | -10,2716569 | 0,0033557 | |
7,87E-07 | 273 | -14,0550376 | 0,003663 |
[pic 22]
[pic 23]
Eso quiere decir que:
[pic 24]
[pic 25]
[pic 26]
Problema 2. La concentración inicial de un medicamente es, al envasarse, 100 unidades por mL. Se sabe que el medicamento se hace ineficaz cuando su concentración es menor que 50 unidades por mL. Si la constante de velocidad de la reacción de descomposición de dicho medicamento es 2,09 x10-5 h-1, a 25°C. ¿Cuántos años se puede conservarse el medicamente a partir de la fecha de envase?
Datos:
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Además:
Es una reacción de primer orden según su constante cinética
Por tanto:
[pic 30]
[pic 31]
[pic 32]
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Problema 3. La reacción en fase gaseosa , de primer orden con respecto a A y B, se efectuará isotérmicamente en un reactor de flujo pistón. La velocidad de flujo volumétrico a la entrada () es 2,5 L/min y la alimentación es equimolar en A y B. A la entrada la T y P son 727°C y 10 atm, respectivamente. La constante de velocidad de reacción a esa T es de y la energía de activación es de 15000 cal/mol.[pic 34][pic 35][pic 36]
a) Calcule la velocidad de flujo volumétrico cuando la conversión de A es del 25%.
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