Post on 17-Apr-2020
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Ing
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LA EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS
PLANES
REFLEXIONES SOBRE LAS SESIONES DE
LABORATORIO EN LOS CURSOS
SUPERIORES
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. Qu
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a
OBJETIVOS
Ampliar los conocimientos adquiridos desde el punto de vista experimental
Reforzar la habilidad para el diseño y desarrollo de experimentos
Potenciar el sentido crítico en la realización de experimentos, buscando condiciones óptimas
Potenciar el sentido crítico ante los resultados obtenidos
EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS PLANES
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Ing
. Qu
ímic
a
OBJETIVOS
Ampliar los conocimientos adquiridos desde el punto de vista experimental
Reforzar la habilidad para el diseño y desarrollo de experimentos
Potenciar el sentido crítico ante un desarrollo experimental, buscando las condiciones óptimas
Potenciar el sentido crítico ante los resultados obtenidos
EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS PLANES
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a EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS PLANES
ASPECTOS A TENER EN CUENTA A LA HORA DE DISEÑAR PRÁCTICAS
Nivel de detalle en los guiones entregados ?
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a EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS PLANES
ASPECTOS A TENER EN CUENTA A LA HORA DE DISEÑAR PRÁCTICAS
Nivel de detalle en los guiones entregados ? - enunciado abierto - guión detallado
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a EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS PLANES
ASPECTOS A TENER EN CUENTA A LA HORA DE DISEÑAR PRÁCTICAS
Nivel de detalle en los guiones entregados ?
Nivel de dificultad de la experimentación ?
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a EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS PLANES
ASPECTOS A TENER EN CUENTA A LA HORA DE DISEÑAR PRÁCTICAS
Nivel de detalle en los guiones entregados ?
Nivel de dificultad de la experimentación ? - sistemas ideales - experimentación simplificada - sistemas reales - equipos e instrumentación utilizada
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a EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS PLANES
ASPECTOS A TENER EN CUENTA A LA HORA DE DISEÑAR PRÁCTICAS
Nivel de detalle en los guiones entregados ?
Nivel de dificultad de la experimentación ?
Grado de precisión exigido en la experimentación ?
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a EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS PLANES
ASPECTOS A TENER EN CUENTA A LA HORA DE DISEÑAR PRÁCTICAS
Nivel de detalle en los guiones entregados ?
Nivel de dificultad de la experimentación ?
Grado de precisión exigido en la experimentación ? - repetición del experimento hasta resultado correcto - desarrollo de experimentos en distintas condiciones - realización de pocos experimentos; el profesor entrega
resultados adicionales para tratamiento de datos
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a EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS PLANES
ASPECTOS A TENER EN CUENTA A LA HORA DE DISEÑAR PRÁCTICAS
Nivel de detalle en los guiones entregados ?
Nivel de dificultad de la experimentación ?
Grado de precisión exigido en la experimentación ?
Nivel de rigurosidad en el tratamiento de datos ?
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a EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS PLANES
ASPECTOS A TENER EN CUENTA A LA HORA DE DISEÑAR PRÁCTICAS
Nivel de detalle en los guiones entregados ?
Nivel de dificultad de la experimentación ?
Grado de precisión exigido en la experimentación ?
Nivel de rigurosidad en el tratamiento de datos ? - tratamiento simplificado - tratamiento pormenorizado
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a EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS PLANES
ASPECTOS A TENER EN CUENTA A LA HORA DE DISEÑAR PRÁCTICAS
Nivel de detalle en los guiones entregados ?
Nivel de dificultad de la experimentación ?
Grado de precisión exigido en la experimentación ?
Nivel de rigurosidad en el tratamiento de datos ?
…
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a
EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS PLANES
“DESHIDRATACIÓN CATALÍTICA DE ALCOHOLES EN UN REACTOR SEMICONTINUO DE LECHO FIJO”
(POR EJEMPLO) OBJETIVO:
Obtención de parámetros cinéticos de una reacción de deshidratación de alcoholes
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a “DESHIDRATACIÓN CATALÍTICA DE ALCOHOLES EN
UN REACTOR SEMICONTINUO DE LECHO FIJO”
1. Depósito de alimentación 2. Bomba de dosificación 3. Válvula de corte 4. Vaporizador 5. Horno + reactor 6. Refrigerante/condensador 7. Separador líquido-gas 8. Medidor de flujo de gases
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a
OPCIÓN CLÁSICA
Un alcohol una olefina Reactor isotermo e isobaro
Medida del caudal de gas total cálculo x
deshidratación
“DESHIDRATACIÓN CATALÍTICA DE ALCOHOLES EN UN REACTOR SEMICONTINUO DE LECHO FIJO”
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OPCIÓN CLÁSICA CH3-CH2-CH2-CH2OH → CH3-CH2-CH=CH2 + H2O
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0 5 10 15 20 25
Co
nve
rsió
n
H reactor (cm)
Conversión butanol
Considerando reactor isotermo
ko = 2.98 · 1020 s-1 Ea = 2.82 · 105 J·mol-1
Tnominal: 340 oC Catalizador: alúmina xexperimental: 0.32
“DESHIDRATACIÓN CATALÍTICA DE ALCOHOLES EN UN REACTOR SEMICONTINUO DE LECHO FIJO”
Umm…
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EHH … ¿POR QUÉ NO CONSIDERAMOS EL PERFIL DE T?
“DESHIDRATACIÓN CATALÍTICA DE ALCOHOLES EN UN REACTOR SEMICONTINUO DE LECHO FIJO”
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a “DESHIDRATACIÓN CATALÍTICA DE ALCOHOLES EN
UN REACTOR SEMICONTINUO DE LECHO FIJO”
ko = 2.98 · 1020 s-1 Ea = 2.65 · 105 J·mol-1
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0 5 10 15 20 25
Co
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rsió
n
H reactor (cm)
Conversión butanol
0
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100
150
200
250
300
350
0 5 10 15 20 25
Tem
per
atu
ra (º
C)
H reactor (cm)
Perfil temperatura
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0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0 5 10 15 20
Temp
eratura (ºC
)
Co
nve
rsió
n
H reactor (cm)
R. isotermo
R. no isotermo
perfil T0.0E+00
5.0E-03
1.0E-02
1.5E-02
2.0E-02
280 300 320 340 360 380 400k
(s-1
)
T reacción (oC)
R. isotermo
R. no isotermo
(kno isotermo-kisotermo)/kno isotermo = 97%
“DESHIDRATACIÓN CATALÍTICA DE ALCOHOLES EN UN REACTOR SEMICONTINUO DE LECHO FIJO”
Comparación de las dos situaciones
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DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOLES. REACCIONES PARALELAS
R-CH2-CHOH-R’ → R-CH=CH-R’ + H2O (olefina)
2 R-OH → R-O-R + H2O (éter)
R-CH2-CHOH-R’ → R-CH2-CO-R’ + H2O (cetona)
R-CH2-CH2OH → R-CH2-COH + H2O (aldehído)
“DESHIDRATACIÓN CATALÍTICA DE ALCOHOLES EN UN REACTOR SEMICONTINUO DE LECHO FIJO”
PERO …
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Deshidratación de 1-butanol. GC/MS. Gas
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Deshidratación de 1-butanol. GC/MS. Gas
isobuteno + 2-buteno + 1-buteno agua
1-butanol butil, isopropil éter
n-butil éter
aire butiraldehído
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Deshidratación de 1-butanol. GC/MS. Líquido
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Deshidratación de 1-butanol. GC/MS. Líquido
agua butiraldehído
1-butanol
butil, isopropil éter
n-butil éter
n-propil, n-butil éter butil, 2-butil éter
isobuteno + 2-buteno + 1-buteno
Glup!
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a ¿QUE ACTITUD ADOPTAMOS FRENTE A LA
EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS
PLANES?
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¿QUE ACTITUD ADOPTAMOS FRENTE A LA
EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS
PLANES?
Análisis de la selectividad del proceso?
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¿QUE ACTITUD ADOPTAMOS FRENTE A LA
EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS
PLANES?
Análisis de la selectividad del proceso? Preparación del catalizador?
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¿QUE ACTITUD ADOPTAMOS FRENTE A LA
EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS
PLANES?
Análisis de la selectividad del proceso? Preparación del catalizador? Mezcla de alcoholes?
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a
¿QUE ACTITUD ADOPTAMOS FRENTE A LA
EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS
PLANES?
Análisis de la selectividad del proceso? Preparación del catalizador? Mezcla de alcoholes? Uso de simuladores comerciales?
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a
¿QUE ACTITUD ADOPTAMOS FRENTE A LA
EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS
PLANES?
Análisis de la selectividad del proceso? Preparación del catalizador? Mezcla de alcoholes? Uso de simuladores comerciales? Realización montaje de prácticas? …
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a
PROPUESTA
Consideramos una NECESIDAD:
Reconsiderar el concepto de laboratorios integrados
Actualizar la instrumentación de prácticas y el tratamiento de datos a la tecnología existente
Acercar los alumnos a la realidad de los procesos, mostrando la complejidad del problema
Explicar las simplificaciones planteadas para que el estudiante sea consciente de ellas
Creación de una Red de material de prácticas
EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS PLANES
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LA EXPERIMENTACIÓN EN LOS NUEVOS
PLANES
REFLEXIONES SOBRE LAS SESIONES
DE LABORATORIO EN LOS CURSOS
SUPERIORES
GRACIAS POR VUESTRA PACIENCIA Y
ATENCIÓN