IMPLEMENTACIÓN DEL MÉTODO DE LOS MULTIPLICADORES DE LAGRANGE PARA LA OBTENCIÓN DE LAS CONDICIONES ÓPTIMAS DE CLORACIÓN DEL ÁCIDO ESTEÁRICO
DOI:
https://doi.org/10.33936/rev_bas_de_la_ciencia.v6i3.2820Abstract
Se llevó a cabo la aplicación del método de los Multiplicadores de Lagrange en la optimización de la cinética de cloración con conversión al 60% de la reacción entre el ácido esteárico y el cloro en presencia del peróxido de benzoilo, con la finalidad de obtener un valor máximo de la reacción, que pueda optimizar los recursos del laboratorista, al realizar el experimento. Esto se realizó gracias a la obtención de una ecuación de regresión no lineal del tipo exponencial, mediante el método de los mínimos cuadrados. Luego se procedió a calcular una función que encierre los valores experimentales, que en este caso fue una ecuación elíptica y luego aplicar el método de los Multiplicadores de Lagrange, con una restricción, para determinar el valor extremo local. Posteriormente se calcula la derivada direccional en el punto extremo obtenido, para demostrar que corresponde a un máximo local. El método de los Multiplicadores de Lagrange sirve para determinar puntos máximos o mínimos de funciones multivariables, como las que se observan en la cinética química. Palabra clave: acido, cloración, química, estudio, ecuación. Abstract The method of Lagrange Multipliers was applied in the optimization of chlorination kinetics with a 60% conversion in the reaction of stearic acid with chlorine in the presence of benzoyl peroxide in order to obtain a maximum reaction value that would optimize the lab technician’s resources at the time of conducting the experiment. This was achieved by obtaining a multivariate, exponential, nonlinear regression equation by the method of least squares. Afterward, a function that enclosed the experimental values was calculated, which resulted in an elliptic equation. Later, the Lagrange multipliers method was applied with a restriction to determine the local extreme value. Subsequently, the directional derivative was calculated in the obtained extreme point to show that it corresponds to a local maximum. The Lagrange multiplier method is used to determine the maximum and minimum points of multivariate functions, such as those found in chemical kinetics. Keywords: acid, chlorination, chemical, study, equation.
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References
Apóstol, T. M. (2001). Aplicaciones del cálculo diferencial en Calculus Cálculo de funciones de Varias Variables y Álgebra Lineal, con aplicaciones a las Ecuaciones Diferenciales y Probabilidades (2da edición, Volumen II, pp. 384-388). Editorial Reverte.
Aranda, E., & Pedregal, P. (2004). Problemas de Cálculo Vectorial. Ediciones Septem.
Autino, J. C., Romanelli, G. P., & Ruiz, D. M. (2013). Introducción a la Química Orgánica. La Plata, Argentina: Editorial Universidad de la Plata.
Bruzual, R., & Domínguez, M. (2016). Cálculo Diferencial en Varias Variables (Segunda revisión). Fondo Editorial de la Facultad de Ciencias. Universidad Central de Venezuela.
Carrión, S. M. (2013). Estudio teórico de las propiedades estructurales, y de la reactividad química de nanoestructuras de molibdeno [Tesis Doctoral, Universidad Nacional de La Plata]. https://doi.org/10.35537/10915/26728
Castro, A., de Miguel, S., Garetto, T., & Sad, M. (2020). Reactores Químicos: Curso Introductorio. Editorial Universidad Nacional del Litoral. Santa Fe, Argentina. https://bibliotecavirtual.unl.edu.ar:8443/bitstream/handle/11185/5528/reactoresquimicos.pdf
Devore, J. L. (2008). Probabilidad y Estadística para Ingeniería y Ciencias (7ma edición). Editorial Cengage Learning.
Díaz Mata, A. (2013). Estadística aplicada a la Administración y a la Economía. Editorial Mc Graw Hill.
Escuela Superior Politécnica del Litoral, (2009). Folleto en Varias Variables. [Folleto]
Fernández Galván, I. (2004). Cálculo de las derivadas de la energía libre en disolución empleando un método Quantum Mechanics / Molecular Mechanics (QM/MM) y la aproximación del campo medio [Tesis Doctoral. Universidad de Extremadura. España].
Francesconi, J. A. (2008). Modelado, síntesis y optimización del proceso de reformado de bioetanol para la producción de hidrógeno grado PEM [Tesis Doctoral, Universidad Nacional del Litoral].
Franco Leis, D., Gil Cid, E., & Ruiz Virumbrales, L. M. (2012). Problemas resueltos de Cálculo para Ingenieros. Editorial Sanz y Torres S. L.
Fuel Herrera Marco, Cangui Panchi Sandra, (2020). Potencial uso terapéutico de las plantas medicinales y sus derivados frente a los coronavirus. 5 (3), 4. https://doi.org/10.33936/rev_bas_de_la_ciencia.v%vi%i.2507
Fulks, W. (1991). Cálculo Avanzado (7ma reimpresión). Editorial Limusa.
Hinestroza, D., & Hoyos, D. L. (2015). Notas de Clase de Cálculo III. Universidad del Valle.
Hoffman, L., Bradley, G. L., & Rosen, K. H. (2006). Cálculo aplicado para Administración y Ciencias Sociales (8va edición). Mc Graw Hill Interamericana.
Hughes-Hallett, D., Gleason, A. M., Frazer Lock, P., Flath, D. E., Gordon, S. P., Lomen, D. O., Lovelock, D., McCallum, W. G., Osgood, B. G., Quinney, D., Pasquale, A., Rhea, K., Tecosky-Feldman, J., Trash, J. B., & Tucker, T. W. (2004). Cálculo Aplicado (2da edición). Editorial Continental.
Kassir, E.E. (2009). Cálculo Vectorial. Universidad Nacional de Colombia.
Larson, R., & Edwards, B. H. (2010). Cálculo de una Variable (9na edición). Editorial: Mc Graw Hill.
Leithold, L. (1998). El Cálculo (7ma edición). Editorial Oxford University Press.
Levenspiel, O. (1987). Ingeniería de las Reacciones Químicas. Ediciones Repla S. A.
Malakhaltsev, M., & Arteaga Bejarano, J. (2013). Cálculo vectorial. Cengage Learning.
Malaspina, U. (1994). Matemáticas para el Análisis Económico. Fondo Editorial Pontificia Universidad Católica del Perú.
Marsden, J. E., & Tromba, A. J. (2004). Cálculo Vectorial (5ta edición). Editorial Pearson Addison Wesley.
Massaldi, H. A. (1970) Cinética y mecanismo de la cloración del ácido esteárico con peróxido de benzoilo como iniciador [Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales]. https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n1352_Massaldi
Mendenhall William; Beaver Robert J.; Beaver Barbara M. (13ra edición). (2010). Introducción a la Probabilidad y Estadística. Editorial: Cenage Learning.
Mitacc Meza, M. (2011). Cálculo III (5ta edición). Editorial Thales S. R. L.
Mora, W. (2019). Cálculo en varias Variables (2da edición). Revista Digital Matemáticas, Educación e Internet.
Morrison, R. T., & Boyd, R. N. (1998). Química Orgánica (5ta edición). Editorial Pearson.
Páez Cárdenas, J. (2014). Cálculo de varias variables (2da edición). Editorial Las Prensas de Ciencias - UNAM.
Pine, S., Hendrickson, J., Cram, D., & Hammond, G. (1992). Química Orgánica (4ta edición). México D.F., México: Editorial Mc Graw Hill Interamericana.
Pita Ruiz, C. (1995). Cálculo Vectorial. Prentice Hall Hispanoamericana S.A.
Rodríguez Gamboa, A. A. (2016). Cálculo de los productos combustión de óleo pirolítico de neumáticos, utilizando el método de minimización de energía libre de Gibbs [Tesis de Ingeniería Mecánica. Universidad Nacional de Trujillo. Perú]. http://dspace.unitru.edu.pe/handle/UNITRU/9281
Rodríguez Ojeda, L. (2007). Probabilidad y Estadística Básica para Ingenieros. Instituto de Ciencias Matemáticas, Escuela Superior Politécnica del Litoral. Guayaquil, Ecuador.
Rogawski, J. (2012). Cálculo Varias Variables (2da edición digital). Editorial Reverte.
Sáenz, J. (2013). Cálculo Vectorial (1era Edición). Editorial Hipotenusa.
Solís Calero, C. (2013). Estudio de la reactividad sobre superficies aminofosfolipídicas, mecanismo de reacciones relacionadas con la generación de productos de glicación avanzada (AGEs). [Tesis Doctoral, Universitat de les Illes Balears. Departament de Química]
Spiegel, M. R., Lipschutz, S., & Spellman, D. (2009). Análisis Vectorial (2da edición). Editorial: Mc Graw Hill.
Stewart, J. (2012). Cálculo de varias variables Trascendentes Tempranas (7ma edición). Cengage Learning Editores S. A.
Thomas, G. B. (2005). Cálculo Varias Variables (Undécima edición). Editorial Pearson.
Wackerly, D., Mendenhall, W., & Scheaffer, R. (2010). Estadística Matemática con Aplicaciones. Editorial: Cengage Learning.
Zill, D. G., & Wright, W. S. (2011). Cálculo de varias variables (4ta edición). Editorial Mc Graw Hill.
Contribución de Autores
Autor Contribución
Aldo Francisco Guillade Valle Concepción y diseño del artículo, metodología, revisión, búsqueda bibliográfica, búsqueda de información
Citación sugerida: Guillade, A. (2021). Implementación del método de los multiplicadores de Lagrange para la obtención de las condiciones óptimas de cloración del ácido esteárico. Revista Bases de la Ciencia, 6(3), 1-19. DOI: https://doi.org/10.33936/rev_bas_de_la_ciencia.v%vi%i.2820 Recuperado de: https://revistas.utm.edu.ec/index.php/Basedelaciencia/article/view/2820
Aranda, E., & Pedregal, P. (2004). Problemas de Cálculo Vectorial. Ediciones Septem.
Autino, J. C., Romanelli, G. P., & Ruiz, D. M. (2013). Introducción a la Química Orgánica. La Plata, Argentina: Editorial Universidad de la Plata.
Bruzual, R., & Domínguez, M. (2016). Cálculo Diferencial en Varias Variables (Segunda revisión). Fondo Editorial de la Facultad de Ciencias. Universidad Central de Venezuela.
Carrión, S. M. (2013). Estudio teórico de las propiedades estructurales, y de la reactividad química de nanoestructuras de molibdeno [Tesis Doctoral, Universidad Nacional de La Plata]. https://doi.org/10.35537/10915/26728
Castro, A., de Miguel, S., Garetto, T., & Sad, M. (2020). Reactores Químicos: Curso Introductorio. Editorial Universidad Nacional del Litoral. Santa Fe, Argentina. https://bibliotecavirtual.unl.edu.ar:8443/bitstream/handle/11185/5528/reactoresquimicos.pdf
Devore, J. L. (2008). Probabilidad y Estadística para Ingeniería y Ciencias (7ma edición). Editorial Cengage Learning.
Díaz Mata, A. (2013). Estadística aplicada a la Administración y a la Economía. Editorial Mc Graw Hill.
Escuela Superior Politécnica del Litoral, (2009). Folleto en Varias Variables. [Folleto]
Fernández Galván, I. (2004). Cálculo de las derivadas de la energía libre en disolución empleando un método Quantum Mechanics / Molecular Mechanics (QM/MM) y la aproximación del campo medio [Tesis Doctoral. Universidad de Extremadura. España].
Francesconi, J. A. (2008). Modelado, síntesis y optimización del proceso de reformado de bioetanol para la producción de hidrógeno grado PEM [Tesis Doctoral, Universidad Nacional del Litoral].
Franco Leis, D., Gil Cid, E., & Ruiz Virumbrales, L. M. (2012). Problemas resueltos de Cálculo para Ingenieros. Editorial Sanz y Torres S. L.
Fuel Herrera Marco, Cangui Panchi Sandra, (2020). Potencial uso terapéutico de las plantas medicinales y sus derivados frente a los coronavirus. 5 (3), 4. https://doi.org/10.33936/rev_bas_de_la_ciencia.v%vi%i.2507
Fulks, W. (1991). Cálculo Avanzado (7ma reimpresión). Editorial Limusa.
Hinestroza, D., & Hoyos, D. L. (2015). Notas de Clase de Cálculo III. Universidad del Valle.
Hoffman, L., Bradley, G. L., & Rosen, K. H. (2006). Cálculo aplicado para Administración y Ciencias Sociales (8va edición). Mc Graw Hill Interamericana.
Hughes-Hallett, D., Gleason, A. M., Frazer Lock, P., Flath, D. E., Gordon, S. P., Lomen, D. O., Lovelock, D., McCallum, W. G., Osgood, B. G., Quinney, D., Pasquale, A., Rhea, K., Tecosky-Feldman, J., Trash, J. B., & Tucker, T. W. (2004). Cálculo Aplicado (2da edición). Editorial Continental.
Kassir, E.E. (2009). Cálculo Vectorial. Universidad Nacional de Colombia.
Larson, R., & Edwards, B. H. (2010). Cálculo de una Variable (9na edición). Editorial: Mc Graw Hill.
Leithold, L. (1998). El Cálculo (7ma edición). Editorial Oxford University Press.
Levenspiel, O. (1987). Ingeniería de las Reacciones Químicas. Ediciones Repla S. A.
Malakhaltsev, M., & Arteaga Bejarano, J. (2013). Cálculo vectorial. Cengage Learning.
Malaspina, U. (1994). Matemáticas para el Análisis Económico. Fondo Editorial Pontificia Universidad Católica del Perú.
Marsden, J. E., & Tromba, A. J. (2004). Cálculo Vectorial (5ta edición). Editorial Pearson Addison Wesley.
Massaldi, H. A. (1970) Cinética y mecanismo de la cloración del ácido esteárico con peróxido de benzoilo como iniciador [Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales]. https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n1352_Massaldi
Mendenhall William; Beaver Robert J.; Beaver Barbara M. (13ra edición). (2010). Introducción a la Probabilidad y Estadística. Editorial: Cenage Learning.
Mitacc Meza, M. (2011). Cálculo III (5ta edición). Editorial Thales S. R. L.
Mora, W. (2019). Cálculo en varias Variables (2da edición). Revista Digital Matemáticas, Educación e Internet.
Morrison, R. T., & Boyd, R. N. (1998). Química Orgánica (5ta edición). Editorial Pearson.
Páez Cárdenas, J. (2014). Cálculo de varias variables (2da edición). Editorial Las Prensas de Ciencias - UNAM.
Pine, S., Hendrickson, J., Cram, D., & Hammond, G. (1992). Química Orgánica (4ta edición). México D.F., México: Editorial Mc Graw Hill Interamericana.
Pita Ruiz, C. (1995). Cálculo Vectorial. Prentice Hall Hispanoamericana S.A.
Rodríguez Gamboa, A. A. (2016). Cálculo de los productos combustión de óleo pirolítico de neumáticos, utilizando el método de minimización de energía libre de Gibbs [Tesis de Ingeniería Mecánica. Universidad Nacional de Trujillo. Perú]. http://dspace.unitru.edu.pe/handle/UNITRU/9281
Rodríguez Ojeda, L. (2007). Probabilidad y Estadística Básica para Ingenieros. Instituto de Ciencias Matemáticas, Escuela Superior Politécnica del Litoral. Guayaquil, Ecuador.
Rogawski, J. (2012). Cálculo Varias Variables (2da edición digital). Editorial Reverte.
Sáenz, J. (2013). Cálculo Vectorial (1era Edición). Editorial Hipotenusa.
Solís Calero, C. (2013). Estudio de la reactividad sobre superficies aminofosfolipídicas, mecanismo de reacciones relacionadas con la generación de productos de glicación avanzada (AGEs). [Tesis Doctoral, Universitat de les Illes Balears. Departament de Química]
Spiegel, M. R., Lipschutz, S., & Spellman, D. (2009). Análisis Vectorial (2da edición). Editorial: Mc Graw Hill.
Stewart, J. (2012). Cálculo de varias variables Trascendentes Tempranas (7ma edición). Cengage Learning Editores S. A.
Thomas, G. B. (2005). Cálculo Varias Variables (Undécima edición). Editorial Pearson.
Wackerly, D., Mendenhall, W., & Scheaffer, R. (2010). Estadística Matemática con Aplicaciones. Editorial: Cengage Learning.
Zill, D. G., & Wright, W. S. (2011). Cálculo de varias variables (4ta edición). Editorial Mc Graw Hill.
Contribución de Autores
Autor Contribución
Aldo Francisco Guillade Valle Concepción y diseño del artículo, metodología, revisión, búsqueda bibliográfica, búsqueda de información
Citación sugerida: Guillade, A. (2021). Implementación del método de los multiplicadores de Lagrange para la obtención de las condiciones óptimas de cloración del ácido esteárico. Revista Bases de la Ciencia, 6(3), 1-19. DOI: https://doi.org/10.33936/rev_bas_de_la_ciencia.v%vi%i.2820 Recuperado de: https://revistas.utm.edu.ec/index.php/Basedelaciencia/article/view/2820
Published
2021-12-31
Issue
Section
Ciencias Químicas