Unidad 3 Capítulo IX Reacciones químicas consecutivas

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1 Unidad 3 Capítulo IX Reacciones químicas consecutivas

2 Reacciones consecutivas no competitivas
U-3. Cap. IX Reacciones consecutivas Esta categoría incluye dos tipos de procesos químicos en los que el producto de una de las reacciones actúa como reactivo de otra: Reacciones consecutivas no competitivas Reacciones consecutivas competitivas El más sencillo de los procesos no competitivos es el que consta de dos reacciones de primer orden:

3 Una reacción química consecutiva no competitiva:
U-3. Cap. IX Reacciones consecutivas Una reacción química consecutiva no competitiva: se modela mediante dos ecuaciones diferenciales, siendo la primera la que representa descomposición de A: y la segunda referente a la formación y descomposición simultánea del intermedio B:

4 U-3. Cap. IX. Reacciones consecutivas
Este sistema no es simultáneo, por lo que su solución se obtiene resolviendo la primera ecuación: resultado que se sustituye en la segunda ecuación para obtener el modelo general para el producto intermedio: cuya solución implica determinar la relación que existe entre las constantes de rapidez de reacción k1 y k2:

5 Ejemplo: Considere la siguiente reacción consecutiva:
U-3. Cap. IX Reacciones consecutivas Ejemplo: Considere la siguiente reacción consecutiva: Determine una expresión para a(t), b(t) y c(t), suponiendo que las constantes de rapidez siguen la relación k1 ≠ k2. Solución: El modelo de este proceso es el sistema: en donde:

6 U-3. Cap. IX. Reacciones consecutivas
Por lo tanto, la ecuación correspondiente a la cantidad de producto intermedio es: y su solución: Por otra parte, el producto final se obtiene a partir de la descomposición del intermedio B: y resulta:

7 U-3. Cap. IX. Reacciones consecutivas
La visualización gráfica del comportamiento del sistema es el siguiente:

8 Ejemplo: Considere la misma reacción consecutiva:
U-3. Cap. IX Reacciones consecutivas Ejemplo: Considere la misma reacción consecutiva: Determine ahora la expresión correspondiente a a(t), b(t) y c(t), bajo la suposición de que k1 = k2. Solución: En este caso, el modelo del proceso es el sistema: en donde:

9 U-3. Cap. IX. Reacciones consecutivas
Por lo tanto, la ecuación correspondiente a la cantidad de producto intermedio es: y su solución: La cantidad del producto final C se obtiene a partir de la descomposición del intermedio B: y resulta:

10 U-3. Cap. IX. Reacciones consecutivas
La visualización gráfica del comportamiento del sistema es el siguiente: