Pregunta: La reacción en fase gaseosa entre metanol y ácido acético para formar acetato de metilo y agua tiene lugar en un reactor por lotes. CH3OH (A) + CH3COOH (B) <-> CH3COOCH3 (C) + H2O (D) Cuando la mezcla de reacción llega al equilibrio, las fracciones molares de las cuatro especies reactivas están relacionadas por la constante de equilibrio de la reacción: K =

La reacción en fase gaseosa entre metanol y ácido acético para formar acetato de metilo y agua tiene lugar en un reactor por lotes.

CH3OH (A) + CH3COOH (B) <-> CH3COOCH3 (C) + H2O (D)

Cuando la mezcla de reacción llega al equilibrio, las fracciones molares de las cuatro especies reactivas están relacionadas por la constante de equilibrio de la reacción:

K = ycyd/yayb = 4,87

a. Suponga que la alimentación al reactor consta de nA0, nB0, nC0, nD0 y nI0 moles de A, B, C, D e inertes. Escriba la expresión que relacione la cantidad molar de equilibrio de cada especie con el grado de reacción. Utilice la relación de equilibrio para derivar una expresión de la extensión de la reacción en función de las concentraciones iniciales.

b. Si la alimentación al reactor contiene cantidades equimolares de metanol y ácido acético y ninguna otra especie, calcule las conversiones fraccionarias de equilibrio.

C. Se desea producir 70 mol de acetato de metilo a partir de 75 mol de metanol. Si la reacción llega al equilibrio, ¿cuánto ácido acético debe alimentarse? ¿Cuál es la composición del producto final?

d. Suponga que es importante reducir la concentración de metanol haciendo que su conversión en equilibrio sea lo más alta posible, digamos 99%. Suponiendo nuevamente que la alimentación al reactor contiene solo metanol y ácido acético y que se desea producir 70 mol de acetato de metilo, determine la extensión de la reacción y las cantidades de metanol y ácido acético que deben alimentarse al reactor.