¿Qué es la calorimetría de reacción?
La calorimetría de reacción mide el calor liberado en una reacción química o proceso físico en condiciones similares al proceso, y proporciona los fundamentos de la termoquímica y la cinética de una reacción.
La información calorimétrica es fundamental a la hora de determinar la manera de transferir de un modo seguro las reacciones químicas del laboratorio a la planta. La calorimetría de reacción proporciona, además del flujo de trabajo de desarrollo químico, la información necesaria para cada uno de los pasos individuales que, posteriormente, se convierte en información para evaluar los riesgos, la escalabilidad y la trascendencia de un proceso. La calorimetría de reacción le ayuda a identificar los problemas relacionados con la transferencia o la mezcla de masa y calor. Asimismo, permite determinar la temperatura, la agitación o el perfil de dosificación correctos on-line. La calorimetría de reacción también identifica el comportamiento inesperado y hace visibles y cuantificables otros problemas de escalamiento.
¿Qué es importante para obtener buenos datos calorimétricos?
El termostato de respuesta rápida con control de temperatura preciso garantiza que la reacción avanza por la ruta deseada. La gran capacidad de refrigeración con rápida eliminación de calor lidia con reacciones rápidas y violentas, así como grandes cantidades de calor. El sistema de medición de temperatura sensible garantiza un control de temperatura preciso y cálculos exactos de todos los datos de calor. Los algoritmos de cálculo no solo tienen en cuenta los datos medidos, sino también los factores físicos como la capacidad calorífica, la acumulación de calor y el calor de dosificación. La gestión de conocimiento y la creación de informes integradas son importantes para realizar un seguimiento de todos los datos experimentales.
Factores decisivos en el balance total del flujo de calor
Para aprovechar al máximo un experimento, es preciso tener en cuenta todos los posibles términos de flujos de calor.
- Flujo de calor: flujo de calor a lo largo de la pared del reactor
- Acumulación de calor: acumulación de calor debido a la variación de la temperatura
- Calor de dosificación: calor debido al material añadido
- Calor de calibración: potencia de calibración
- Calor de reflujo: calor eliminado mediante un condensador
- Calor de agitación: cantidad de energía debido al agitador al cambiar la viscosidad o la velocidad del agitador
- Pérdida de calor: pérdida de calor a través del montaje de la tapa del reactor
¿Qué es el principio del flujo de calor y cómo funciona?
El principio del flujo de calor, aplicable a todas las estaciones de trabajo para calorimetría de reacción de METTLER TOLEDO, es el método más sencillo y sólido para determinar el calor liberado por un proceso químico o físico. Se aplica bajo la mayoría de las condiciones, es altamente sensible y ofrece una repetibilidad excelente. El principio del flujo de calor se basa en la fuerza impulsora (la diferencia de temperatura entre la masa de reacción y la temperatura de la camisa) que se convierte en flujo de calor mediante el factor de calibración. El factor de calibración se determina mediante un calentador eléctrico que emite una pequeña cantidad de energía en la masa de reacción.
La determinación del flujo de calor se basa en la diferencia de temperatura en la pared de los reactores y depende de la conductividad térmica y el grosor de la pared del reactor, la resistencia térmica de la película de la masa de reacción y la resistencia térmica de la película de petróleo. En una operación no isotérmica, parte de la energía se almacena en la pared del reactor. Como resultado, se debe tener en cuenta la capacidad calorífica apreciable de la pared del reactor. Se usa un modelo matemático para calcular la distribución de la temperatura en la pared del reactor y ofrece una temperatura (imaginaria) de la camisa.
¿Cuál es la importancia de los datos de calor exactos y específicos?
Cuando un sistema se calienta o se enfría, absorbe o libera energía, Si la energía se almacena o se acumula, la temperatura aumenta y disminuye si se vuelve a liberar. Tenga en cuenta que no solo los productos químicos se calientan o se enfrían. La cantidad total de calor acumulado depende de la cantidad de material, la diferencia en la temperatura y la capacidad calorífica específica del material. Como consecuencia, también deben tenerse en cuenta la capacidad calorífica del material, los insertos y la pared del reactor.
Aplicaciones de calorimetría de reacción
