1.3.-CINÉTICA E INGENIERÍA DE LA REACCIÓN QUÍMICA

Curso: 2002/03

Centro: FAC. CC. EXPERIMENTALES Estudios: INGENIERO QUÍMICO

Asignatura: CINÉTICA QUÍMICA APLICADA Código:

Ciclo: I

Curso: 3

Cuatrimestre: II

Carácter: TRONCAL Créditos teóri.: 4.5 Créditos práct.: 1.5

Área: INGENIERÍA QUÍMICA

Departamento: INGENIERÍA QUÍMICA

Descriptores: CINÉTICA DE LAS REACCIONES HOMOGÉNEAS Y HETEROGÉNEAS. CATÁLISIS

Profesor responsable: FRANCISCO GARCÍA CAMACHO (EDF. CIENTÍFICO TÉCNICO IIA, DESP. 1.27º)

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TEMA 1-INTRODUCCIÓN

1.1.-NATURALEZA Y OBJETIVO DE LA CINÉTICA QUÍMICA

1.2.-NATURALEZA Y OBJETIVO DE LA INGENIERÍA DE LA REACCIÓN QUÍMICA.

1.3.-CINÉTICA E INGENIERÍA DE LA REACCIÓN QUÍMICA.

1.4.-ASPECTOS DE LA CINÉTICA

1.5.-CINÉTICA Y ESTEQUIOMETRÍA DE LA REACCIÓN QUÍMICA

TEMA 2- CINÉTICA Y MODELOS DE REACTOR IDEAL 2.1.-VARIABLES DE TIEMPO

2.2.-REACTOR DISCONTINUO

2.3.-REACTOR CONTINUO TANQUE-AGITADO (RCTA) 2.4.-REACTOR FLUJO-PISTÓN (RFP)

2.6.-RESUMEN DE LOS MODELOS DE REACTOR IDEAL 2.7.-TABLA ESTEQUIOMÉTRICA

TEMA 3-MÉTODOS EXPERIMENTALES EN CINÉTICA- MEDIDA DE LA VELOCIDAD DE REACCIÓN

3.1.-CARATERÍSTICAS DE LA LEY DE VELOCIDAD: INTRODUCCIÓN.

3.2.-MEDIDA EXPERIMENTAL: CONSIDERACIONES GENERALES.

3.3.-MÉTODOS EXPERIMENTALES PARA SEGUIR LA EXTENSIÓN DE LA REACCIÓN

3.4.-ESTRATEGIAS EXPERIMENTALES PARA DETERMINAR PARÁMETROS CINÉTICOS.

3.5.-NOTAS SOBRE LA METODOLOGÍA PARA LA ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS.

TEMA 4-DESARROLLO DE LA LEY DE VELOCIDAD PARA UN SISTEMA SIMPLE

4.1.-LA LEY DE LA VELOCIDAD

4.2.-REACCIONES EN FASE GASEOSA: ELECCIÓN DE LAS UNIDADES DE CONCENTRACIÓN.

4.3.-DEPENDENCIA DE LA VELOCIDAD CON LA CONCENTRACIÓN 4.4.-DEPENDENCIA DE LA VELOCIDAD CON LA TEMPERATURA

TEMA 5-FUNDAMENTOS DE VELOCIDADES DE REACCIÓN 5.1.-LA VELOCIDAD DE REACCIÓN A PARTIR DE OTRAS TEORIAS

CINÉTICAS).

5.2.-EL MECANISMO DE LA REACCIÓN

5.3.-DESCRIPCIÓN DE LAS REACCIONES QUÍMICAS ELEMENTALES.

5.4.-REACCIONES NO ELEMENTALES (SISTEMAS COMPLEJOS) 5.5.-REACCIONES EN FASE LÍQUIDA Y EN DISOLUCIÓN

TEMA 6.-SISTEMAS COMPLEJOS (Misen o Velasco) 6.1.-REACCIONES REVERSIBLES

6.2.-REACCIONES EN SERIE 6.3.-REACCIONES EN PARALELO 6.4.-REACCIONES AUTOCATALÍTICAS

6.5.-CONCEPTO DE ETAPA CONTROLANTE

6.6.-MÉTODOS SIMPLIFICADOS PARA LA INTEGRACIÓN DE ECUACIONES CINÉTICAS.

6.7.-MECANISMOS DE REACCIÓN EN CADENA

TEMA 7.-CATÁLISIS HOMOGÉNEA 7.1.-EL FENÓMENO DE LA CATÁLISIS

7.2.-FUNCIONES DEL CATALIZADOR

7.3.-MECANISMOS Y ECUACIONES CINÉTICAS DE REACCIONES CATALIZADAS

7.4.-CATÁLISIS POR ÁCIDOS Y BASES

TEMA 8.-LOS CATALIZADORES SÓLIDOS 8.1.-INTRODUCCIÓN

8.2.-ESTURCTURA DEL CATALIZADOR SÓLIDO 8.3.-LOS MATERIALES CATALÍTICOS

8.4.-LAS PROPIEDADES DEL CATALIZADOR SÓLIDO 8.5.-CATALIZADORES MONOLÍTICOS

8.6.-TÉCNICAS DE CARACTERIZACIÓN DE LOS CATALIZADORES SÓIDOS TEMA 9.-MECANISMOS DE REACCIÓN SOBRE CATALIZADORES

SÓLIDOS

9.1.- MECANISMOS DE LAS REACCIONES EN FASE FLUIDA CATALIZADAS POR SÓLIDOS

9.2.-ETAPAS SUPERFICIALES

9.3.-ECUACIONES CINÉTICAS PARA LAS ETAPAS SUPERFICIALES 9.4.-DIFUSIÓN Y REACCIÓN EN UN MEDIO POROSO

TEMA 10.-MÉTODOS CINÉTICOS EN CATÁLISIS HETEROGÉNEA 10.1.-INTRODUCCIÓN

10.2.-MÉTODOS EXPERIMENTALES PARA LA DETERMINACIÓN DE VELOCIDADES

10.3.-DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS EN ECUACIONES MECANÍSTICAS TEMA 11.-DESACTIVACIÓN DE CATALIZADORES

11.1.-INTRODUCCIÓN

11.2.-TIPOS DE DESACTIVACIÓN

11.3.-CINÉTICA DE LA DESACTIVACIÓN POR DEPOSICIÓN DE COQUE 11.4.-ESTRATEGIAS DE OPERACIÓN EN PRESENCIA DE DESACTIVACIÓN 11.5.-ESTUDIO CINÉTICO DE DESACTIVACIÓN A PARTIR DE SECUENCIAS

DE TEMPERATURA-TIEMPO.

11.6.-COMPARACIÓN DE LOS MÉTODOS PROPUESTOS

TEMA 12.-REACCIONES HETEROGÉNEAS NO CATALÍTICAS 12.1.-CONSIDERACIONES PRELIMINARES

12.2.-REACCIONES SÓLIDO-FLUIDO EN PARTÍCULAS DE TAMAÑO CONSTANTE

12.3.-MODELOS PARA PARTÍCULAS DE TAMAÑO DECRECIENTES

12.4.-DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE LA ETAPA CONTROLANTE DEL MECANISMO

12.5.-REACCIONES CON CRECIMIENTO DE LA PARTÍCULA 12.6.-MODELOS PARA CONDICIONES NO ISOTÉRMICAS

TEMARIO DE PRÁCTICAS.

Seminarios de problemas BIBLIOGRAFÍA.

1. González Velasco, J.R.; González Marcos, J.A.; González Marcos, M.P.;

Gutiérrez Ortiz; J.I.; Gutiérrez Ortiz, M.A.; , Cinética Química Aplicada, Ed.

Síntesis, Madrid (1999).

2. Levenspiel, O. , Ingeniería de las Reacciones Químicas. 6ª Edición. Ed. Reverté.

Barcelona. (1990).

3.R.W. Missen, C. A. Mims, B.A. Saville,, Chemical Reaction Engineering and Kinetics, John Wiley & Sons, Inc., New York (1999).

4. H.S. Fogler,, Elements of Chemical Reaction Engineering, 3ª Edición. Ed.

Prentice-Hall International, Inc. New Jersey (1999).

5. Froment, G.F. and Bischoff, K.B., Chemical Reactor Analysis and Design. 2ª Edición. Ed. John Wiley & Sons, Inc. New York (1990).

6.-Smith, J.M.: Chemical Engineering Kinetics, 30 Edici\n, McGraw-Hill (1981).

7.-Levenspiel, O.: El omnilibro de los reactores químicos. Reverté (1986), Traduccion de J. Costa López y L. Puigjaner Corbella.

8.-Scott Fogler, H.: Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice-Hall (1992) 20 ed.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN.

Para aprobar la asignatura el alumno deberá tener una nota final 50 puntos sobre un total de 100. La evaluación de los conocimientos adquiridos por el alumno se realizará teniendo en cuenta las siguientes actividades:

 Realización de dos exámenes parciales. El segundo parcial coincidirá con el examen final. Aquellos alumnos que hayan superado el 1^er parcial podrán optar por eliminar esta materia y examinarse en el final solo de 2º parcial. En este caso, la calificación final será la nota media de ambos parciales siempre y cuando el 2º parcial haya sido aprobado. En caso contrario, podrán subir nota en el examen final, conservando la nota del 1^er parcial en caso de que ésta fuera mayor. Para las convocatorias extraordinarias no se conservarán calificaciones de parciales aprobados en convocatorias ordinarias. Los exámenes parciales y finales consistirán de dos secciones; una dedicada a la resolución de cuestiones teóricas y otra a problemas numéricos. Cada una de ellas tendrá una puntuación máxima de 50 puntos. Para aprobar la asignatura disponen de dos

alternativas: a) calificación mínima de 25 puntos en cada una de las secciones; b) calificación mínima de 20 puntos en teoría y 40 en problemas.

 Resolución en horas no lectivas de cuestiones y problemas cortos de cada capítulo. La calificación máxima será de 10 puntos; computable solamente en caso de aprobar la asignatura.

 Durante el curso, los alumnos que lo deseen podrán agruparse (máximo 3 alumnos) para realizar un trabajo de ampliación sobre uno de los temas del programa. La calificación máxima será de 10 puntos; computable solamente en caso de aprobar la asignatura.