Browsing by Subject "Thermodynamics"

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    Open Access
    Advances on kinetics and thermodynamics of non-catalytic supercritical methanol transesterification of some vegetable oils to biodiesel
    (Elsevier, 2018-07-29) Andreo Martínez, Pedro; García Martínez, Nuria; Durán del Amor, María del Mar; Quesada Medina, Joaquín; Ingeniería Química
    Kinetic and thermodynamic parameters of the non-catalytic supercritical methanol transesterification reaction of castor, jatropha, pongamia, tobacco, soybean and jojoba oils to biodiesel production were evaluated in the present study. The experiments were conducted in an 83 ml closed batch reactor at different temperatures (250–350 °C) and reaction times (15–90 min), and at optimal methanol-to-oil molar ratios (15:1 in the case of jojoba wax-oil and 43:1 for the rest of the oils). The pressure reached in the reactor ranged from 10 to 43 MPa. Integral method was used to determine appropriated reaction orders by an adjustment of experimental data to pseudo-zero, pseudo-first and pseudo-second order kinetic equations using Levenberg-Marquardt algorithm. Pseudo-first-order kinetic equation was found to be the most appropriate to describe the supercritical transesterification reaction of the vegetable oils studied. Rate constants and Arrhenius parameters were calculated, the activation energy followed the sequence: castor oil < jatropha oil < tobacco oil < pongamia oil < soybean oil < jojoba wax-oil. It is difficult to explain the behavior of jojoba and castor oils in relation to that of the rest of vegetable oils because they have a very different structure and fatty acid composition, respectively. However, the aforementioned sequence observed for the rest of vegetable oils (jatropha, tobacco, pongamia and soybean oils), which have a similar structure and fatty acid composition, can be attributed to the content of linolenic acid in the oil: the higher the content of linolenic acid, the higher the activation energy and the lower the reaction rate. Finally, thermodynamic study showed that the non-catalytic supercritical methanol transesterification reaction is non-spontaneous (endergonic) and endothermic in nature.
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    Open Access
    El formalismo matemático de la Termodinámica
    (Facultad de Química, 2019) Andreo Acosta, Andrés Alberto; Jiménez López, Víctor Manuel; Química
    En este trabajo exploraremos las bases, principios y postulados de la Termodinámica desde el otro lado, aquel que no suele ser desarrollado o, al menos, no con precisión, en las asignaturas de Ingeniería Química: el lado matemático; sin perder de vista, por otro lado, las implicaciones físicas y químicas existentes. Es ampliamente conocido que las matemáticas y la física están estrechamente relacionadas de forma que la segunda utiliza en todo momento las herramientas de la primera para su desarrollo, modelado y análisis. No obstante, no sólo los estudiantes y lectores de ciencias, sino también los profesores y autores de los textos de consulta, usan estas herramientas de forma que no queda claro si realmente conocen sus fundamentos y cómo funcionan o si, más bien, los usan simplemente porque al final funcionan –tal y como ponen de manifiesto algunos enrevesados ejemplos expuestos en este texto–.Este es precisamente el objetivo del trabajo: desarrollar (desde una perspectiva muy personal) una teoría matemática derivada del cálculo diferencial y el estudio de las funciones homogéneas que respalde correctamente el núcleo básico de la Termodinámica, y permita analizar y explicar sus fundamentos en un lenguaje que pueda ser fácilmente entendible por cualquier científico con cierta formación matemática, estableciendo en todo momento referencias a ejemplos concretos y al modelado del comportamiento de los gases ideales. Además, mostraremos cómo los postulados de la Termodinámica y determinados criterios de estabilidad condicionan la naturaleza de las ecuaciones fundamentales, es decir, de los modelos termodinámicos aplicables a la realidad física.