Título de la publicación
Conceptos básicos de cinética química aplicada
Autor
Jarabo Friedrich Francisco
Materia
Ingeniería Química
Editorial
ARTE Comunicación Visual, S.L.
ISBN
84-699-1914-8
Resumen
La Ingeniería de la Reacción Química es la disciplina que trata de proporcionar al Ingeniero Químico los conocimientos precisos que le permitan realizar el cálculo apropiado de un reactor químico, equipo en el que se lleva a cabo la transformación de unas especies químicas en otras con diversos objetivos, fundamentalmente la obtención de productos valiosos o la eliminación de sustancias indeseables. Para el cálculo de un reactor químico es necesario conocer el comportamiento de las transformaciones químicas que se producen en su interior, los fenómenos de transporte asociados con la propia naturaleza del reactor (tipos de flujo, tipos de contacto, efectos térmicos) y los parámetros económicos relacionados con el coste global del proceso de que forma parte el reactor.
Bajo el punto de vista de la Ingeniería de la Reacción Química, uno de los aspectos principales del comportamiento de las reacciones químicas es la velocidad con la que éstas transcurren. Esta velocidad depende de factores estequiométricos, termodinámicos, cinéticos y del medio. El análisis de cada uno de ellos para obtener una expresión de la velocidad de reacción utilizable en el cálculo de reactores químicos constituye el aspecto fundamental de la Cinética Química Aplicada.
Índice
  • Primera Parte: CINÉTICA HOMOGÉNEA

  • TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LA CINÉTICA QUÍMICA APLICADA
  • Ingeniería de la Reacción Química y Cinética Química Aplicada
  • Naturaleza de los cambios químicos: Estequiometría
    • Mecanismos de reacción
  • Extensión de los cambios químicos: Termodinámica
  • Velocidad de los cambios químicos: Cinética
  • Influencia del medio sobre los cambios químicos: fenómenos de transporte y catálisis
  • Objetivo de la cinética química aplicada: la ecuación cinética

  • TEMA 2: LA ECUACIÓN CINÉTICA
  • Análisis de la ecuación cinética
  • Dependencia con la concentración
    • Estudio del orden de reacción
  • Dependencia con la temperatura
    • Bases termodinámicas de la ecuación de Arrhenius
    • Comparación de la ecuación de Arrhenius con las teorías moleculares
  • Dependencia con las variables del medio
  • Parámetros para la aplicación de la ecuación cinética

  • TEMA 3: CINÉTICA HOMOGÉNEA. REACCIONES SIMPLES
  • Características de las reacciones homogéneas
    • Velocidades de reacción en sistemas homogéneos
    • Obtención empírica de la ecuación cinética
  • Método integral de análisis de datos
    • Ensayo de cinéticas a volumen constante
    • Ensayo de cinéticas a volumen variable
  • Método diferencial de análisis de datos
    • Análisis de la ecuación cinética completa
    • Análisis parcial de la ecuación cinética

  • TEMA 4: CINÉTICA HOMOGÉNEA. REACCIONES MÚLTIPLES Y CATALIZADAS
  • Cinética de reacciones múltiples
    • Reacciones irreversibles en paralelo
    • Reacciones irreversibles en serie
    • Reacciones reversibles en serie o en paralelo
    • Reacciones irreversibles en serie-paralelo
  • Cinética de reacciones catalizadas
    • Reacciones irreversibles catalizadas
    • Reacciones irreversibles autocatalíticas

  • Segunda Parte: CINÉTICA HETEROGÉNEA

  • TEMA 5: CINÉTICA HETEROGÉNA. TRANSFERENCIA DE MATERIA
  • Características de las reacciones heterogéneas
  • Transporte de materia entre fases
    • Transporte a través de la interfase: equilibrio entre fases
    • Transporte de materia a través de una fase

  • TEMA 6: CINÉTICA HETEROGÉNEA FLUÍDO-FLUÍDO
  • Planteamiento del modelo cinético
  • Regímenes de reacción: módulo de Hatta
    • Reacciones rápidas (Ha > 3)
    • Reacciones lentas (Ha < 0,02)
    • Régimen de reacción intermedio (3 > Ha > 0,02)
  • Utilización de la ecuación general de velocidad

  • TEMA 7: CINÉTICA HETEROGÉNEA FLUÍDO-SÓLIDO
  • Planteamiento del modelo cinético
  • Ecuación cinética para partículas de tamaño constante
    • Integración de la ecuación cinética
  • Ecuación cinética para partículas de tamaño decreciente
  • Análisis de las ecuaciones cinéticas: determinación de las etapas controlantes

  • TEMA 8: CINÉTICA HETEROGÉNA CATALÍTICA
  • Características de las reacciones heterogéneas catalíticas fluído-sólido
  • Planteamiento del modelo cinético
  • Velocidad de reacción en la superficie del catalizador
    • Control de la reacción química
    • Control de la adsorción o la desadsorción
  • Contribución de la difusión interna en régimen isotermo
    • Difusividad en los poros
    • Factor de efectividad isotermo
  • Contribución de la difusión interna en régimen no isotermo
    • Conductividad térmica en las partículas
    • Factor de efectividad no isotermo
  • Contribución del transporte externo en régimen isotermo
  • Contribución del transporte externo en régimen no isotermo
  • Identificación de los regímenes cinéticos
    • Obtención del coeficiente cinético, conocida la velocidad
    • Obtención de la velocidad, conocido el coeficiente cinético

  • TEMA 9: CATALIZADORES SÓLIDOS
  • Consideraciones generales sobre los catalizadores sólidos
  • Composición de los catalizadores
  • Propiedades físicas de los catalizadores
    • Tamaño de la partícula
    • Superficie de la partícula
    • Volumen de los poros
    • Tamaño de los poros
  • Preparación de catalizadores
  • Selección de catalizadores
  • Desactivación de catalizadores
    • Mecanismos y cinética de desactivación