Uso didáctico de reactores agitados continuos para la determinación de cinéticas de reacción heterogénea

• Sergio Antonio Baz-Rodríguez ^[1] ; Juan Manuel Pérez-Aviña ^[1] ; Ángel Guillermo Zitlalpopoca-Soriano ^[1] ; Luis Enrique Vilchiz-Bravo ^[1]
  1. [1] Universidad Autónoma de Yucatán

     Universidad Autónoma de Yucatán

     México

     
• Localización: Educación química, ISSN 0187-893X, Vol. 31, Nº. 3 (julio-septiembre), 2020, págs. 60-72
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Didactic use of continuous stirred reactors for determining heterogeneous reaction kinetics
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    Resumen Se describen la modelación, la construcción y el uso de un reactor continuo de tanque agitado para la obtención de datos experimentales de rapidez de reacción heterogénea. En primer lugar, mediante análisis de balances de materia se enfatiza cómo la capacidad de este tipo de reactor de operar en estado estacionario es ventajosa para el estudio de sistemas catalíticos heterogéneos. Consecuentemente, se propone una práctica experimental para determinar ecuaciones de rapidez globales a partir de ecuaciones intrínsecas obtenidas por el método de la etapa limitante. Se emplea un reactor continuo de tanque agitado cuya fabricación y operación son sencillos y se describen a detalle. La hidrólisis de sacarosa se implementa como reacción modelo a 60 °C y 1 atm, siendo de fácil monitoreo. La reacción se cataliza con una resina ácida (Amberlite 120 H, capacidad total de intercambio ≥ 1.80 eq/L). El experimento ilustra una aplicación del método de la etapa limitante para la obtención de ecuaciones de rapidez de reacción global y es una herramienta didáctica para reforzar el aprendizaje práctico en cursos de ingeniería de reacciones heterogéneas.

  • English

    Abstract The modeling, construction and use of a continuous stirred tank reactor for obtaining experimental data of heterogeneous reaction rates are described. Firstly, by means of analyses of material balances it is emphasized how the capacity of this reactor type for the steadiness operation is advantageous for studying heterogeneous catalytic systems. Consequently, an experimental practice for determining global rate equations from intrinsic equations obtained by the limiting step method is proposed. It was employed a continuous stirred tank reactor whose construction and operation are simple and described in detail. The sucrose hydrolysis is implemented as model reaction, at 60 °C and 1 atm, being of easy monitoring. The reaction is catalyzed by an acid resin (Amberlite 120 H, total exchange capacity ≥ 1.80 eq/L). The experiment shows an application of the limiting step method for obtaining global reaction rate equations; it is a didactic tool for reinforcing the practical learning in courses of heterogeneous reaction engineering.