Diferencia entre revisiones de «Reacciones con autocatálisis. Grupo D12»

Revisión del 18:54 28 feb 2015

1 Introducción

1.1 Objetivos y metodología

1.2 Ley de acción de masas

Dada una reacción química reversible en equilibrio, a temperatura constante, la ley de acción de masas establece que la relación de concentraciones de los reactivos y productos tiene un valor constante.

1.3 Principio de conservación de la masa

En una reacción química ordinaria la masa permanece constante, siendo la masa consumida de los reactivos igual a la masa obtenida de los productos.

2 Reacción 1

Deducir a partir de la ley de accion de masas y del principio de conservacion de la masa que las concentraciones de A y B deben satisfacer las ecuaciones

[math]x'(t)+y'(t)=0[/math]
[math]y'(t)=k_1x(t)y(t)[/math]

.....................

[math]x'(t)+y'(t)=0\quad\quad(1)[/math]

[math]y'(t)=k_1x(t)y(t)\quad\quad(2)[/math]

Integrando (1) obtenemos (3):

[math]\int_D (\frac{dx(t)}{dt} + \frac{dy(t)}{dt})\,dt =\int_D 0\,dt \quad \Rightarrow \quad x(t)+y(t)=k_2\quad \Rightarrow \quad x(t)=k_2-y(t)\quad\quad(3)[/math]

Sustituyendo (3) en (2), obtenemos (4):

[math]y'(t)=k_1x(t)y(t)\quad \Rightarrow \quad y'(t)=k_1(k_2-y(t))y(t)\quad \Rightarrow \quad y'(t)=k_1k_2y(t)-k_1y^2(t)\quad\quad(4)[/math]

Conocemos las concentraciones iniciales de A y de B, por lo que podemos obtener el valor de k₂:

[math][A]:\quad x(0)=1 mol/l;\quad\quad [B]:\quad y(0)=0,01 mol/l[/math]

[math]x(t)+y(t)=k_2\quad \Rightarrow \quad x(0)+y(0)=k_2\quad \Rightarrow \quad 1+0,01=k_2\quad \Rightarrow \quad k_2=1,01[/math]

Por último, conocemos también el valor de k₁, por lo que podremos plantear a continuación el correspondiente PVI:

[math]k_1=1[/math]

[math]\begin{cases}y'(t)=1,01y(t)-y^2(t) \\ y(0) = 0,01 \end{cases}[/math]