Este documento presenta un problema de ingeniería química sobre la conversión de la sustancia A a R en un reactor discontinuo. Se pide calcular el tiempo necesario para que la concentración de A disminuya de 1.3 mol/L a 0.3 mol/L basándose en la velocidad de reacción dada en una tabla. El documento explica que se usará el método de Simpson de los cinco puntos para aproximar la integral definida y así calcular el tiempo requerido.

1. Problemas
APRENDIZAJE DIALÓGICO INTERACTIVO
Universidad Nacional Experimental “Francisco de Miranda”
Complejo Académico “El Sabino”
Área de Tecnología
Programa de Ingeniería Química
Cátedra: Ingeniería de las Reacciones
Profesor: Ing. Sheila Rivero C.
1.- En un reactor discontinuo se planifica la conversión de A en R. La reacción se efectúa en fase líquida, la
estequiometria es A →R y la velocidad de reacción es la indicada en la siguiente tabla:
CA (mol/L) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.3 2.0
rA (mol/L.min) 0.1 0.3 0.5 0.6 0.5 0.25 0.10 0.06 0.05 0.045 0.042
a) Calcúlese el tiempo que ha de reaccionar cada carga para que la concentración descienda de CAo = 1.3
mol/L hasta CAf = 0.3 mol/L .
a)
A→R
Datos
Reactor Discontinuo
CA0=1,3 mol/L
CAf=0,3 mol/L
t=? (min)
V=Ctte
Graficando los Datos:
CA (mol/L) (-rA) (mol/L,min) 1/(-rA) (mol/L,min)
0,1 0,1 10
0,2 0,3 3,333333333
0,3 0,5 2
0,4 0,6 1,666666667
0,5 0,5 2

2. Problemas
APRENDIZAJE DIALÓGICO INTERACTIVO
0,6 0,25 4
0,7 0,1 10
0,8 0,06 16,66666667
1 0,05 20
1,3 0,045 22,22222222
2 0,042 23,80952381
Por definición el área bajo la curva de una función es aproximadamente igual al resultado de la integral
definida.
Para evaluar la integral empleamos métodos numéricos, para este caso el método de Simpson de los cinco
puntos, para un intervalo comprendido entre a<x< b, el cual se subdivide en n intervalos cada uno de
longitud h.
n 5
h=(b-a)/n -0,2
i CAi (mol/L) f(CAi)
0 1,3 22,222
1 1,1 21
2 0,9 18,8
3 0,7 10
4 0,5 2
5 0,3 2