Cinetica Chimica Applicata

Presentazione sul tema: "Cinetica Chimica Applicata"— Transcript della presentazione:

1 Cinetica Chimica Applicata
Applicazione N. 3

2 Applicazione numerica
Utilizzando i dati ottenuti da tutti i gruppi nell’applicazione 2, studiare la cinetica della reazione fra etilacetato e soda per produrre alcol etilico e acetato di sodio, in acqua : EtAc + NaOH = EtOH + NaAc in reattori batch e CSTR.

3 Teoria Per i richiami di teoria, si veda la presentazione n° 1
In aggiunta si ricorda che la costante cinetica dipende dalla temperatura con una legge di tipo Arrhenius, ovvero:

4 Prime ipotesi sulla forma della cinetica
EtAc + NaOH = EtOH + NaAc A + B = C + D Hyp.1: reazione elementare irreversibile Hyp.2: reazione irreversibile con ordini di reazione

5 L’idea CINETICA CONDIZIONI INIZIALI (in entrata) PROFILI DI CONC.
(valori in uscita)

6 Batch I profili di concentrazione si calcolano integrando, date delle opportune condizioni inziali (C0): Variando la cinetica, cioè la k (hyp 1) oppure k, a, b (hyp 2), otteniamo diversi profili. Minimizziamo gli errori rispetto ai valori misurati, variando i parametri.

7 L’algoritmo di minimizzazione
Fminsearch (non è l’unico) Find minimum of unconstrained multivariable function using derivative-free method k = Valori da passare Funzione che calcola l’errore Vettore di valori iniziali del parametro Opzioni dell’algoritmo di minimizzazione

8 Struttura Per ogni prova ho Cexp(t) e T.
% load Cexp,T,C0.. % for i=1:nprove end % function f=err(k,Cexp,C0,..) [tau,Ccalc] = tauf],C0,options,..); f=norm(Ccalc-Cexp) % function dcdt=BMidiff(..) r=prodi(..).*nu dcdt=r function R=prodi(…)

9 err=norm(C(t)-Cexp(t))
Struttura k primo tentativo minimizzatore parametri condizioni iniziali condizioni operative ODE:Ccalc(t) err=norm(C(t)-Cexp(t)) err<tol? NO, cambio k Sì

10 Quindi.. Per ogni prova si ottiene un punto

11 Inoltre.. Fminsearch può minimizzare l’errore anche rispetto ad un vettore di parametri Es: par=[k a b] Odexx può risolvere anche n equazioni differenziali contemporanemante Fminsearch può minimizzare una matrice di errori.

12 Ottimizzazione globale
Risolve contemporaneamente tutti i bilanci in tutte le condizioni operative, (C0 non è più uno scalare ma un vettore). Si possono stimare direttamente A ed E, i parametri su cui effettuare la minimizzazione degli errori sono: Par= [A E a b] La velocità di reazione dev’essere definita attraverso la definizione di k, ovvero Occorre passare la temperatura di ogni prova

13 E il CSTR? Dal CSTR otteniamo punti, non profili.
Sempre fminsearch, perché dobbiamo minimizzare l’errore tra punti calcolati e punti sperimentali Ovviamente cambia la funzione che calcola i punti teorici Ricordo che: Batchodexx (eqz. Differenziale) CSTRfsolve (eqz. Algebrica)

14 Commenti Valutare l’errore sperimentale e l’errore fitting-esperimenti. Considerare criticamente le prove, anche in vista del confronto incrociato batch-CSTR.