HIDRÓLISIS DEL ACETATO DE ETILO

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LABORATORIO DE INGENIERÍA QUÍMICA II 
Ing. CARLOS ANGELES QUEIROLO 
Universidad Nacional del Callao 
Facultad de Ingeniería Química 
PRÁCTICA Nº 14: HIDRÓLISIS DEL ACETATO DE ETILO EN MEDIO 
BÁSICO EN UN REACTOR TANQUE AGITADO 
 
OBJETIVOS: 
 Determinar la constante de velocidad de una reacción de hidrólisis del acetato 
de etilo con una solución de hidróxido de sodio 
 Determinar la variación de la conductividad en relación al tiempo 
 Determinar la variación de la concentración del NaOH y del CH3-COOC2H5 en 
relación al el tiempo 
 Determinar la variación de la conversión de NaOH y del CH3-COONa en 
relación al tiempo 
 
FUNDAMENTO TEÓRICO 
Reactor de mezcla completa, reactor de retromezcla ó reactor CFSTR (Constant 
flow stirred tank reactor) 
En este equipo los reactantes se introducen continuamente en el reactor, se 
mezclan permitiendo que ocurra la reacción, y los productos obtenidos salen de 
manera continua. 
 
 Entrada Salida 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Su contenido está perfectamente agitado, y su composición en cada instante es 
la misma en todos los puntos del reactor. 
 Corriente de salida igual composición que el fluido contenido en el reactor 
 
Ecuación de diseño 
 
Balance de materia: 
 
Entrada = Salida + Velocidad desaparición de A por reacción + Acumulación 
 =0 
Flujo A entrada = FA0 
 
 
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Flujo A salida = FA = FA0 (1 - XA) XA = Grado de conversión 
Flujo A perdido por reacción = (-rA ) . V 
 
FA0 = FA0 . (1 - XA) + (-rA ) . V 
FA0 . XA = (-rA ) . V 
V / FA0 = XA / (-rA ) 
Utilizando la definición de tiempo espacial:  = CA0 . ( V/FA0) 
 CA0 . XA 
TA = -------- 
 (-rA ) 
 
Si la densidad del fluido permanece constante y por tanto el volumen es constante 
(Líquidos): 
 
 CA0 . V CA0 - CA 
TA = ------- = -------- 
 FA0 (-rA ) 
 
 
Para una reacción de orden 2 y si se utilizan flujos equimoleculares de 
reactantes: CA0 = CB0 , por lo tanto: 
 
(- rA ) = k . CA2 
 
 
 CA0 . V CA0 - CA 
TA = ------- = -------- 
 FA0 k . CA2 
 
 
En términos de grado de conversión: XA =(CA0 - CA) / CA0 
 
 CA0 . V XA 
TA = ------- = ------------ 
 FA0 k . CA0 (1-XA)2 
 
 
HIDRÓLISIS DEL ACETATO DE ETILO EN MEDIO BÁSICO 
 
 
 Para la prueba experimental se va a utilizar una reacción química que 
corresponde a la hidrólisis en medio básico de un éster. 
 
 La reacción a utilizar es la hidrólisis del acetato de etilo (éster) con hidróxido 
de sodio (base) en solución acuosa. Si se trabaja en condiciones alcalinas, el 
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éster carboxílico es hidrolizado al ácido correspondiente en forma de una 
sal y a un alcohol. 
 
Los productos resultantes son el acetato de sodio y el alcohol etílico. 
 
CCHH33--CCOOOOCC22HH55 ++ NNaaOOHH CCHH33--CCOOOONNaa ++ CC22HH55OOHH 
 
 
 Esta reacción es esencialmente irreversible, puesto que el anión 
carboxilato demuestra poca tendencia a reaccionar con el alcohol. 
 
 En cuanto a la cinética de esta reacción, se considera que es de orden 2, sobre 
todo a bajas concentraciones ( ≤ 0.1 M) y temperaturas entre 20 - 40 ºC. Esta 
reacción es ligeramente exotérmica y en general produce altas conversiones a 
temperaturas ambiente y presión atmosférica. 
 
 Como las especies cargadas al reactor que se intercambian en el transcurso de 
la reacción tienen conductividades distintas, la cinética de hidrólisis puede 
seguirse midiendo la conductividad de la mezcla de reacción en función del 
tiempo. 
 
 Al medir la conductividad de la mezcla de reacción, se puede observar que ésta 
experimenta un acusado descenso con el tiempo de reacción debido a la 
sustitución del ión OH-, altamente conductor, por el ion AC- de conductividad 
moderada. 
 
EQUIPO 
 
Reactor CEB MK II Armfield 
 
 Reactor con 
 agitador 
 
 
 Tanques 
de reactivos 
 
 
 
 Lector T 
 
 
 
 Lector  
 
 
 
 
 
 
 Bombas de alimentación Selector velocidad 
 velocidad variable de rotación 
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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 
 
 Preparar 3 litros de una solución acuosa de NaOH 0.04 M y 3 litros de una 
solución acuosa de acetato de etilo 0.04 M. 
 Depositar cada solución en los tanques de almacenamiento de reactivo del 
equipo. 
 Calibrar previamente cada una de las bombas y fijar en cada caso el control de 
velocidad de flujo volumétrico de las bombas para un valor de 60 – 70 ml/min. 
 Establecer la velocidad del agitador a un valor de 7.0. 
 Encender el equipo, los controles de las bombas de alimentación y los 
agitadores en el modo manual e inmediatamente encender el conductímetro y 
poner en marcha el cronómetro. 
 Proceder a la lectura de datos de la conductividad cada 30 segundos hasta que 
este se mantenga constante, alrededor de 25 - 30 minutos. 
 
RESULTADOS 
 
s  mS s 0 mS 
30 ---- 
60 ---- 
90 ---- 
120 ---- 
150 ---- 
18 ---- 
210 ---- 
240 ---- 
---- 1710 
---- 1740 
---- 1770 
---- 1800 
 
CÁLCULOS 
 
 Conversión del Hidróxido de Sodio 
 
 CA0 - CA1 
 XA = -------- 
 CA0 
 
 CA0 = Concentración inicial del hidróxido de sodio en el reactor, mol/dm3 
 
 fA fB 
 CA0 = ------- . CAu CB0 = ------- . CBu 
 fA + fB fA + fB 
 
 
3
4
5
0 200 400 600 800 1000 1200 s

mS
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fA = Flujo volumétrico del hidróxido de sodio, dm3/s 
fB = Flujo volumétrico del acetato de etilo, dm3/s 
CAu = 
Concentración inicial del hidróxido de sodio en el tanque de 
alimentación, mol/dm3 
Cbu = 
Concentración inicial del acetato de etilo en el tanque de 
alimentación, mol/dm3 
 
 
 CA1 = Concentración del hidróxido de sodio en el reactor para un tiempo , 
 mol/dm3 
 0 - 1 
 CA1 = (CA - CA0) . -------- + CA0 
 0 - 
 CA = Concentración del hidróxido de sodio para un tiempo infinito,
 mol/dm3 
 
 Si CA0 > CB0 CA = 0 
 Si CA0 ≥ CB0 CA= CA0 - CB0 
 
 
 1 = Conductividad del hidróxido de sodio en reactor para un tiempo 
 , mS (Lectura del conductímetro) 
 
 
 0 = Conductividad en el reactor al inicio, mS = A0 
 
 A0 = Conductividad del hidróxido de sodio al inicio, mS 
 A0 = 195 . [ 1 + 0.0184 (T - 294) ] . CA0 
 
  = Conductividad en el reactor para tiempo infinito, mS 
 
  = A + C 
 
 A = Conductividad del hidróxido de sodio para un tiempo 
 infinito, mS 
 A = 195 . [ 1 + 0.0184 (T - 294) ] . CA 
 
 C = Conductividad del acetato de sodio para un tiempo 
 infinito, mS 
 C = 70 . [ 1 + 0.0284 (T -294) ] . C 
 
 C = Concentración del acetato de sodio para un tiempo 
 infinito, mol/dm3 
 
 Si CB0 < CA0 CA = CB0 
 Si CB0 ≥ CA0 CA= CA0 
 
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 Conversión del Acetato de Sodio 
 
 C1 - C0 
 XC = -------- 
 C


 C0 = Concentración inicial del acetato de sodio en el reactor, mol/dm3 = 0 
 
 
 C1 = Concentración del acetato de sodio en el reactor para un tiempo , 
 mol/dm3 
 
0 - 1 
 C1 = C . ------- 
 0 -  
 
 
 C = Concentración del acetato de sodio en el reactor para un tiempo 
 infinito, mol/dm3 
 
 Si CB0 < CA0 CA = CB0 
 Si CB0 ≥ CA0 CA= CA0 
 
 
 
 Constante de velocidad de reacción: k 
 
 De la ecuación de diseño: 
 
 
 (fA + fB) CA0 - CA 
 k = --------- . -------- 
 V CA2 
 
fA = Flujo volumétrico del hidróxido de sodio, dm3/s 
 
fB = Flujo volumétrico del acetato de etilo, dm3/s 
 
CA0 = Concentración inicial del hidróxido de sodio en el reactor, mol/dm3 
 
CA = Concentración del hidróxido de sodio en el reactor cuando se ha 
 completado la reacción, mol/dm3 
 
V = Volumen del reactor, dm3 
 
 
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0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
0 200 400 600 800 1000 1200s
C 
mol/dm3 
NaOH CH3COONa
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0 200 400 600 800 1000 1200 s
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