ejercicio 1.7, fogler

Prévia do material em texto

EJERCICIO 1.7 “Elementos de ingeniería de las reacciones químicas” 
Química Ambiental. 
Andrea Quiñones. Eliana Guardo. Luis Javier Díaz. Nicoll Blanco. Lina Benítez Salgado. 
 
 
 
Este reactor no tiene flujo de entrada de reactivos ni de salida de productos, mientras la reacción se 
lleva a cabo, por lo que: 
 𝐹𝐽0− 𝐹𝐽 + ∫ 𝑟𝑗 𝑑𝑉 =
𝑑𝑁𝑗
𝑑𝑡
𝑉
0
(𝐵𝑎𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠) 
 ∫ 𝑟𝑗 𝑑𝑉 =
𝑑𝑁𝑗
𝑑𝑡
𝑉
0
 
𝑟𝑗 ∗ 𝑉 =
𝑑𝑁𝑗
𝑑𝑡
 
𝑑𝑡 =
𝑑𝑁𝐴
𝑟𝐴 ∗ 𝑉
 
Integrando la ecuación anterior, obtenemos: 
𝑡1 = ∫
𝑑𝑁𝐴
−𝑟𝐴 ∗ 𝑉
𝑁𝐴0
𝑁𝐴
(𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑙𝑎 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑖𝑠𝑜𝑚𝑒𝑟𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛) 
Necesitamos hallar el tiempo de reducción de A, por lo que A está desapareciendo. 
 
DATOS DEL EJEMPLO. 
Si debe reducirse al 1% del numero de moles inicial, entonces: 
𝑁𝐴 = 0.01𝑁𝐴0 
−𝑟𝐴 = 𝑘𝐶𝐴 
𝑣 = 𝑣0 
𝑘 = 0.23 𝑚𝑖𝑛−1 
𝐶𝐴 =
𝑁𝐴
𝑉
(𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟) 
−𝑟𝐴 = 𝑘
𝑁𝐴
𝑉
 
𝑡 = ∫
𝑑𝑁𝐴
𝑘
𝑁𝐴
𝑉 ∗ 𝑉
𝑁𝐴0
𝑁𝐴
→ 𝑡 =
1
𝑘
∫
𝑑𝑁𝐴
𝑁𝐴
𝑁𝐴0
𝑁𝐴
 
 
𝑡 =
1
𝑘
∫
𝑑𝑁𝐴
𝑁𝐴
𝑁𝐴0
0,01𝑁𝐴0
 
 
𝑡 =
1
𝑘
ln (
𝑁𝐴0
0,01𝑁𝐴0
) → 𝑡 =
1
𝑘
ln(100) 
 
𝑡 =
ln(100)
0,23 𝑚𝑖𝑛−1
≈ 20 𝑚𝑖𝑛