3.- Marco terico3.1 Dilucin del NaClLas soluciones electrolticas son aquellas cuyo soluto, electrolitos, tienen la capacidad de disociarse en iones componentes. Son los nicos conductores de la electricidad.Cuando un electrolito se disuelve en agua, sus molculas se separan en partculas cargadas elctricamente denominadas iones.Las molculas de NaCl (slido), al disolverse en H2O (lquido) se ionizan y transforman en (acuoso) y (acuoso), siendo los iones los que quedan en estado lquido, desapareciendo prcticamente todas las molculas originales por ser un electrolito fuerte.

Figura 1.- Disociacin del NaCl en Agua

En la dilucin del NaCl, as como en cualquier dilucin, el tiempo que tarda en disolverse cada partcula slida en el disolvente y distribuirse en todo el sistema, hasta alcanzar el equilibrio, depende de las caractersticas del medio slido-lquido y las condiciones de operacin que favorezcan la distribucin de los iones formados.En la mayor parte de las aplicaciones un tanque real con agitacin, cuando est suficientemente agitado, puede considerarse que se aproxima suficientemente al flujo ideal de mezcla completa. Dependiendo de la eficiencia del mezclado se podrn alcanzar en el menor tiempo posible la concentracin promedio en estado estacionario de los iones presentes en el sistema. 3.2 CSTR (reactor continuo de mezcla perfecta)Un reactor CSTR es un tanque en el cual la masa reaccionante es continuamente agitada de tal manera que se considera como una mezcla completa y, por lo tanto, se asume que sus propiedades son uniformes en todo el interior del reactor. La ecuacin de diseo de un reactor de mezcla completa es:

Donde: V es el volumen del reactor Fa0=flujo molar del reactivo lmite Xa=conversin de A y ra= velocidad de reaccin de ALas desviaciones del comportamiento ideal pueden originarse por la formacin de canalizaciones, recirculacin o por formacin de zonas estancadas; las cuales se presentan por la inadecuada seleccin de los medios de agitacin, empleados para el logro del mezclado. El objetivo de evaluar las desviaciones de la idealidad reside en la determinacin cuantitativa de la conversin de materia prima a productos. Una forma de evaluar cunto tiempo permanece cada una de las molculas en el recipiente es determinando la Distribucin de Tiempos de Residencia (DTR). La DTR muestra las condiciones hidrodinmicas que ocurren en los reactores.3.3 Modelo de tanques en serieEste modelo se utiliza cada vez que se emplea el modelo de dispersin, y cuando la desviacin respecto del flujo pistn no es demasiado grande ambos modelos dan resultados idnticos para cualquier propsito prctico.El modelo de dispersin tiene la ventaja de que todas las correlaciones para el flujo en reactores reales utilizan invariablemente este modelo. Por otra parte, el modelo de tanques en serie es sencillo, puede utilizarse con cualquier cintica y puede extenderse sin demasiada dificultad a cualquier arreglo de recipientes o compartimentos, con o sin recirculacin.Se define

Figura 2.- Modelo de tanques agitadosEl nmero de tanques en serie necesarios para modelar el flujo real se puede calcular mediante el clculo de la varianza adimensional de un experimento con trazador:

Ec(1)

Tiempo de residencia promedio se puede evaluar a partir de la curva E(t):

Ec(2)O mediante la ecuacin:Ec (3)El reactor de tanque real con agitacin puede utilizarse como reactor discuntinuo y como reactor de flujo continuo, y si el modelo de flujo en estas dos disposiciones no es demasiado diferente, puede emplearse las pruebas trazador en cualquiera de ellas.

4.- ObjetivosAplicar el modelo de tanques agitados conectados en serie para evaluar el efecto de mezclado en la distribucin de Na+ y Cl- en agua.Determinar el tiempo de residencia y la concentracin de iones presentes en el tanque agitado.Cuestionario 8.3.-Determinar la velocidad con la que desciende la seal peridica (vida media) y responda la siguiente pregunta: Es posible determinar si el tiempo de descenso es mayor que el tiempo de retorno?

Se tienen los siguientes datos de concentracin con respecto al tiempo.Tabla 8.1 Datos de concentracin de la columna 1Grafico 8.1 Concentracin Vs tiempo de la columna 1

t(s)SC (g/ml)

06800.00290211

59820.00479405

1010620.00529522

1510950.00550196

2011260.00569616

2511040.00555834

3011160.00563352

3511130.00561472

4011190.00565231

4511060.00557087

5011150.00562725

5511110.00560219

6011120.00560846

6511100.00559593

7011040.00555834

7511230.00567737

8011140.00562099

Tabla 8.2 Datos de concentracin para la columna 2Grafico 8.2 Concentracin Vs tiempo de la columna 2

t(s)SC(g/ml)

07570.00338449

511190.00565231

1011160.00563352

1511190.00565231

2011200.00565857

2511170.00563978

3011170.00563978

3511150.00562725

4011640.00593422

4511410.00579013

5010340.00511981

5511280.00570869

6010680.00533281

6510740.0053704

7010930.00548943

Determinar el tiempo de residencia promedio a partir de la ecuacin (5).Ec (5)

Para la columna 1 Se toman los datos de la tabla 8.1 y se sustituyen en la ec.5

Para la columna 2 se toman los datos de la tabla 8.2 y se sustituye en la ecuacin 5.

Como se puede observar no se obtiene un descenso en la concentracin con respecto al tiempo por tanto no se podra determinarse si la velocidad de descenso es mayor al de retorno. 8.4.- Determine la concentracin de iones presentes en el tiempo de residencia obtenido anteriormente.Con ayuda de las tablas 8.1 y 8.2, se hace una interpolacin para obtener la concentracin en el tiempo medio obtenido para cada columna respectivamente.En la columna 1

tm=27.5544819 s C=0.005596747 g/ml

En la columna 2 tm=24.0146709 C=0.005643484 g/ml

Bibliografa:Levenspiel, Octave. Ingeniera de las reacciones Qumicas. Edit. Revert, Espaa, 1988.Levenspiel, Octave. Ingeniera de las reacciones Qumicas. Tercera edicin. Editorial Lymusa Wiley. Mxico. 2004.Fogler Scott H. Elementos de ingeniera de las reacciones qumicas. Cuarta edicin. Editorial PEARSON EDUCACIN. Mxico (2008).