Tipos de Reacciones

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Reaciones paralelas y en serie, evaluación de las concentraciones en función del tiempo, selectividad

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Tipos de Reacciones

Reacciones en paralelo o reacciones competitivas

Son aquellas reacciones en las cuales el reactante se consume de formas diferentes con el objetivo de generar nuevos productos en varias reacciones químicas.

Reacciones en paralelo con un reactivo conocido.

Ejemplo: Oxidación del etileno a óxido de etileno

Balance de materia de cada sustancia:

Condiciones iniciales para integración:

Para A:

Para B:

Para C:

Evolución de la concentración para un sistema de reacciones en paralelo de orden 1

Selectividad (S)

Depende de el cociente entre las constantes cinéticas de la formación de B y D=C, sin embarco se mantiene constante debido a que las dos reacciones cuentan con la misma cinética.

Modificación de la selectividad

A temperaturas y energías de activación distintas, según la ley de Arrehenius

Conclusiones

Favorece la formación de B cuando:

Aumento de Temperatura, mayor velocidad de reacción

La rapidez en la que aumenta la concentración de B y D dependen de los valores de las constantes cinéticas.

Reacciones en paralelo con 2 reactivos

Reacciones en paralelo de diferente orden

Concentraciones de las especies:

Para A:

Para B:

Para D:

la evoloción de concentración de B es exponencial debido al orden cinético diferente de uno, de modo que el cálculo de las constantes cinéticas se someten a un modelo complejo distinto de lineal, mientras que la concentración de A decrece y la concentración de D crece linealmente.

Selectividad instantánea S(t)

Debido a que la relación entre la concentración de B y D no es constnate en el tiempo

Reacciones en serie o reacciones consecutivas

Son aquellas reacciones en las cuales existe un producto intermedio, el cual vuelve a reaccionar para formar nuevos productos, es decir una misma especie química es un producto y un reactante de otra.

Cinética de orden 1

Ejemplo:

Balances para cada sustancia:

Condiciones para las integraciones:

Para A:

Para B:

Condiciones iniciales:

Para D:

Máxima concentración de B

La concentración de A disminuye de forma independiente, mientras que la concentración de B presenta un máximo, y en consecuencia la concentración de D incrementa de manera rápida.

Bibliografía: Fogler, H. (2008). Elementos de ingeniería de las reacciones químicas Cuarta edición (4ta ed.). Pearson Educación. https://www.academia.edu/34463230/Fogler_Tercera_Edición Izquierdo, F., Cunill, F., Tejero, J., Iborra, M., & Fité, C. (2004). Cinética de las Reacciones Químicas. Ediciones de la Universidad de Barcelona./2445/33262/1/APUNTES RM.pdf

INGENIERÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS NOMBRE: Patricia Jiménez