PUNTO 3

La Reaccion que ocurre es de segundo orden Irreversible con relación estequimetrica 1:2

A+2 B→C

Donde A es tiosulfato y B peróxido de hidrogeno.

La reaccion ocurre en reactor CSTR, adiabático, y su cinetica de reaccion es la siguiente

ra=KCaCb

ra=K∗(Cao (1−X ) )∗(Cao((CaoCbo )−( ba )Xa))K=6.85x 104∗e−18300 R/T

Se presentan 2 Conversiones, una según el balance de energía, y otra según el balance de moles.

Conversion según balance de moles

V= Fao∗X−ra

V= FaX

−(K∗Cao (1−X )∗Cao((CboCao )−( ba )X))τ=Cao∗V

Fao

τ= X

(K−KX )∗(Cbo−( b∗Cao∗Xa ))

Despejando X se obtiene:

Xbm=a(( 1τ )−K∗Cbo∗( 1X−1))

K∗Cao∗b+1

Conversion según balance de energía

Xbe=(Cpa+(CboCao∗Cbo))(T−¿)

∆ Hrxn

Por Matlab se graficaron las conversiones en función de temperatura, y el punto de intersección de las dos conversiones, nos indica la Conversion y la Temperatura del CSTR adiabática requerida en este caso.

El código de matlab utilizado fue el siguiente:

for T= 298:1:355 %%Datos Generales X0=1; a=1; %moles de tiosulfato b=2; %moles de peroxido de hidrogeno V=2.79; %L F0=51.12;%velocidad inicial (L/hr) tao=V/F0; %hr R=8.314; %constante de gases k=((6.85*10^4)*(exp(-18300/(R*T)))); %Constante Cinetica Cb0=0.408; %Concentracion inicial de peroxido mol/L Ca0=2.04; %Concentracion inicial de tiosulfato mol/L dHrxn=5.4847*10^3; %%Calor de reaccion J/mol T0=25+273; %Temperatura inicial K tetab=Cb0/Ca0; Cpa=78.66; %Capacidad calorifica de tiosulfato J/molK Cpb= 2.619*34;%Capacidad calorifica de peroxido J/molK Cp del peroxido de hidrogeno %%Conversion a partir del balance de moles X1=((a*((1/tao)-(-k*Cb0*((1/X0)-1))))+1)/(-k*Ca0*b); X2=((a*((1/tao)-(-k*Cb0*((1/X1)-1))))+1)/(-k*Ca0*b); X3=((a*((1/tao)-(-k*Cb0*((1/X2)-1))))+1)/(-k*Ca0*b); Xbm=((a*((1/tao)-(-k*Cb0*((1/X3)-1))))+1)/(-k*Ca0*b); hold on plot(T,Xbm) %%Conversion a partir del balance de energia Xbe=((Cpa+(tetab*Cpb))*(T-T0))/dHrxn; hold on plot(T,Xbe)

xlabel('Temperatura K') ylabel('Conversion') title('Grafica X Vs T') end

Y las graficas presentadas son:

Donde Xbe es la ecuación lineal, y Xbm es la línea curva.

Haciendo un Zoom para encontrar el punto X y T de intersección encontramos:

Finalmente los resultados aproximados son:

X=0.75

T=341K