Diferencia entre velocidad cinética y de reacción. r vs r'

 r vs. r'

Cuando se trabaja con reacciones en lechos catalíticos, los términos "velocidad cinética" (r) y "velocidad de reacción" (r') se utilizan para describir distintos aspectos de la reacción química. La diferencia principal entre ambos términos radica en su definición y unidades.

Velocidad Cinética (r)

• Definición: La velocidad cinética (r) se refiere a la velocidad de la reacción química a nivel molecular. Se basa en la cinética química y describe cómo cambia la concentración de un reactivo o producto con el tiempo.
• Unidades: Las unidades de la velocidad cinética dependen del orden de la reacción.
  • Para una reacción de primer orden: $[r] = \text{mol} \cdot \text{L}^{-1} \cdot \text{s}^{-1}$
    
  • Para una reacción de segundo orden: $[r]={\text{mol}}^{-1}\cdot \text{L}\cdot {\text{s}}^{-1}$
  • Para una reacción de orden cero: $[r] = \text{mol} \cdot \text{L}^{-1} \cdot \text{s}^{-1}$
    

Velocidad de Reacción (r')

• Definición: La velocidad de reacción (r') en el contexto de un lecho catalítico se refiere a la velocidad de conversión de reactivos a productos, teniendo en cuenta la cantidad de catalizador presente. Se suele expresar por unidad de masa o volumen del catalizador.
• Unidades:
  • Para un lecho catalítico fijo: $[r'] = \text{mol} \cdot \text{kg}_{\text{cat}}^{-1} \cdot \text{s}^{-1}$ (donde $\text{kg}_{\text{cat}}$ es la masa del catalizador)
  • Para un reactor de lecho fluidizado: $[r'] = \text{mol} \cdot \text{m}^{-3} \cdot \text{s}^{-1}$ (donde $\text{m}^{-3}$ es el volumen del reactor)

Resumen de Diferencias

1. Definición:

   • Velocidad Cinética (r): Cambios en la concentración de reactivos o productos por unidad de tiempo, a nivel molecular.
   • Velocidad de Reacción (r'): Velocidad de conversión de reactivos a productos, por unidad de masa o volumen de catalizador.

2. Unidades:

   • Velocidad Cinética (r): Dependen del orden de la reacción y típicamente están en términos de concentración y tiempo (e.g., $\text{mol}\cdot {\text{L}}^{-1}\cdot {\text{s}}^{-\mathrm{1).}}$
   • Velocidad de Reacción (r'): Están en términos de moles por unidad de masa o volumen de catalizador por unidad de tiempo (e.g., $\text{mol} \cdot \text{kg}_{\text{cat}}^{-1} \cdot \text{s}^{-1}$ o $\text{mol} \cdot \text{m}^{-3} \cdot \text{s}^{-1}$).

Estas diferencias reflejan la distinción entre la velocidad a nivel de reacción química pura y la velocidad ajustada según la cantidad de catalizador disponible en un reactor.