Kinetics of nopyl acetate synthesis by homogeneously catalyzed esterification of acetic acid with nopol

• Published in: Revista Facultad de Ingeniería no. 89; pp. 16 - 25
• Main Authors: Eliana Paola Hurtado-Burbano, Aída Luz Villa-Holguín
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Universidad de Antioquia 01-01-2018
• Subjects: coeficientes de actividad; constante de equilibrio; nopol; velocidad de reacción; ácido sulfúrico
• ISSN: 0120-6230; 2422-2844
• DOI: 10.17533/udea.redin.n89a03

Se estudió la esterificación de nopol con ácido acético para producir acetato de nopilo utilizando ácido sulfúrico como catalizador homogéneo. Los experimentos se llevaron a cabo en un reactor por lotes variando la temperatura (50, 60, 70 y 80 °C), la concentración del catalizador (0,0184, 0,0275, 0,0367 y 0,0480 mol L-1) y la relación molar de ácido acético a nopol (1: 1, 1:2, 1:3 y 1: 4); la composición del equilibrio químico se midió a las condiciones de reacción. La conversión de equilibrio fue 63, 68, 71 y 75% a 50, 60, 70 y 80°C, respectivamente. La reacción se describió con un modelo de potencia simple con un modelo de segundo orden en ambas direcciones, usando concentraciones y actividades, las cuales se predijeron con el método de contribución de grupos UNIFAC. Se determinaron las constantes de velocidad de la reacción directa y la constante de equilibrio, las cuales aumentaron con la temperatura; se evaluó la relación del factor pre-exponencial con la cantidad de catalizador. La energía de activación y el factor pre-exponencial estimados para la reacción hacia adelante usando el modelo basado en concentración fueron respectivamente 18,08 kJ mol-1 y 11126 L mol-1 h-1 con una concentración de catalizador de 0,0275 M. Usando el modelo basado en actividades la constante de velocidad directa fue 28,56 kJ·mol-1 y el factor pre-exponencial 33860 L mol-1 h-1. La entalpía (34,90 kJ mol-1) y la entropía (0,12 kJ mol-1 K-1) de reacción se determinaron usando la ecuación de van’t Hoff.