Masa L 1
Masa L 1
Masa L 1
DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGIA
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERÍA QUÍMICA
PRÁCTICA N° 01
DIFUSION MOLECUR
DOCENTE DE TEORIA : Ing. Alfredo ARIAS JARA
Ayacucho-Perú
2019
I. OBJETIVOS
1. Distinguir y diferenciar la difusión molecular de la difusión convectiva.
2. determinar la difusividad para la difusión de un vapor a través de una
columna estática de aire, evaluada en las condiciones de laboratorio.
3. Evaluar las características de una difusión interfacial.
𝑑𝐶𝐴
𝐽𝐴 = −𝐷𝐴𝐵 𝑑𝑧
𝐃𝐀𝐁 𝑷 𝟏−𝒚𝑨
𝐍𝐀 = 𝑳𝒏 (𝟏−𝒚 𝟐 ) (3)
𝑳 𝑹𝑻 𝑨𝟏
𝝆 𝛅𝐋 𝝆 (𝑳−𝑳𝟎 )
𝐍𝐀 = (𝑴𝑨 ) = (𝑴𝑨 ) (4)
𝑨 𝜽 𝑨 𝒕
𝝆 𝑹𝑻 𝛅𝐋 𝟏 𝑵𝑨 𝑳𝒎 (𝑹𝑻/𝑷)
𝐃𝐀𝐁 = (𝑴𝑨 ) 𝑳 ( 𝑷 ) 𝟏−𝒚𝑨
= (5)
𝑨 𝜽 𝟐) 𝟏
𝑳𝒏( 𝒍𝒏( )
𝟏−𝒚𝑨 𝟏−𝒚𝑨
𝟏 𝟏
𝝆𝑨 (𝑳𝒊 − 𝑳𝟎 )
𝐍𝐀𝐢 = ( )
𝑳𝒎𝒊 = (𝑳𝒊 + 𝑳𝟎 )/𝟐 𝑴𝑨 𝒕
III. CUADRO DE DATOS OBTENIDOS
agua 50 °C 988.02
Fuente: Datos extraídos de ARIAS, 2011
TABLA 06. Coeficiente de difusión de acetona en aire a 1atm
𝑳 𝒂𝒕𝒎
𝑹 = 𝟎. 𝟎𝟖𝟐 𝒎𝒐𝒍𝑲
𝑳+𝑳𝟎
Tiempo (min) Longitud (m) 𝑳̅ ( )𝒎 𝛅𝐋 (𝑳 − 𝑳𝟎 )𝒎
𝟐
0 0.037 - -
30 0.042 0.0395 0.005
60 0.047 0.0445 0.010
90 0.051 0.0490 0.014
120 0.053 0.0520 0.016
150 0.057 0.0550 0.020
6.2297−5.4427
𝛒𝑨 = ( 6.2297−5.2312 )*988.02kg/m3
ρ𝐴 =768.857 kg/m3
𝑻 𝟏.𝟕𝟓 𝑷𝟎
𝑫𝑨𝑩 𝒄𝒐𝒓𝒓𝒆𝒈𝒊𝒅𝒐 = 𝑫𝑨𝑩 𝟎 ( ) ( )
𝑻𝟎 𝑷
2 323.65 𝐾 1,75 1 𝑎𝑡𝑚
𝑫𝑨𝑩 𝒄𝒐𝒓𝒓𝒆𝒈𝒊𝒅𝒐 = 1.09 × 10−5 𝑚 ⁄𝑠 ( ) ( )
273.15 𝐾 0.7211 𝑎𝑡𝑚
𝟐
𝑫𝑨𝑩 𝒄𝒐𝒓𝒓𝒆𝒈𝒊𝒅𝒐 = 𝟐. 𝟎𝟐𝟖𝟓𝟓𝟏 × 𝟏𝟎−𝟓 𝒎 ⁄𝒔
5.4. Cálculos para determinar la difusividad del compuesto estudiado,
para cada tiempo observado con respecto al tiempo inicial, utilizando
la ec. (5), comparar con el valor bibliográfico y reportar el error.
𝜌𝐴 𝑅𝑇 δL 1
DAB = ( )𝐿( 𝑃 ) 1−𝑦𝐴
𝑀𝐴 𝜃 2)
𝐿𝑛(
1−𝑦𝐴
1
𝐵0
(𝐴0 − )
𝑃 𝑠𝑎𝑡 = 𝑒 𝑇+𝐶0
𝑩𝟎
(𝑨𝟎 − )
𝑷𝒔𝒂𝒕 = 𝒆 𝑻+𝑪𝟎
𝟐𝟗𝟒𝟎.𝟒𝟗
(𝟏𝟔.𝟔𝟓𝟏𝟑− )
𝑷𝑺𝒂𝒕
𝑨 =𝒆
(𝟓𝟎+𝟐𝟑𝟕.𝟐𝟑)+(−𝟑𝟓.𝟗𝟑)
𝑷𝑺𝒂𝒕
𝑨 = 𝟏𝟒𝟎. 𝟔𝟕𝟔𝟎𝒎𝒎𝑯𝒈
𝑷𝑺𝒂𝒕
𝑨 𝟏𝟒𝟎. 𝟔𝟕𝟔𝟎𝒎𝒎𝑯𝒈
𝒚𝑨𝟏 = =
𝑷 𝟓𝟒𝟖 𝒎𝒎𝑯𝒈
𝒚𝑨𝟏 = 𝟎. 𝟐𝟓𝟔𝟕
𝜌𝐴 𝑅𝑇 δL 1
DAB = ( ) 𝐿̅ ( )
𝑀𝐴 𝑃 𝑡 1 − 𝑦𝐴
𝐿𝑛 (1 − 𝑦 2 )
𝐴1
Tramo 1.
t (S) L (m) 𝐃𝐀𝐁 𝑬𝒙𝒑.
t1 = 1800 L1 = 0.042 ¿?
𝐿 𝑎𝑡𝑚
0.7787𝐾𝑔/𝐿 0.082 × 323.15𝐾 0.005𝑚 1
DAB =( ) 0.0395𝑚 ( 𝑚𝑜𝑙𝐾 ) ×
58.08 𝐾𝑔/𝐾𝑚𝑜𝑙 0.7211 𝑎𝑡𝑚 1800 𝑠 𝐿𝑛 ( 1 −0
)
1 − 0.2567
DAB =1.82E-05𝑚2 /𝑠
DAB EXPERIMENTAL
ANALITICO
Tiempo (mim) Longitud (m) 𝑳̅ 𝛅𝐋 (𝑚2⁄
𝑠)
0 0.037 - 0 -
1800 0.042 0.0395 0.005 1.82E-05
3600 0.047 0.0445 0.010 2.05E-05
5400 0.051 0.0490 0.014 2.11E-05
7200 0.053 0.0520 0.016 1.92E-05
9000 0.057 0.0550 0.020 2.03E-05
(𝑚2⁄
DAB EXPERIMENTAL 𝑠) =1.98E-05
ANALITICO
5.5.2. Método gráfico
𝛅L Vs t(s)
0.025
0.02
0.015
𝛅L
0.01
y = 2E-06x + 0.001
R² = 0.9828
0.005
0
0 2000 4000 6000 8000 10000
t (s)
𝝆𝑨
Determinando la difusividad media, utilizando la ecuación 𝐍𝐀 = ( ).m
𝑴𝑨
kg
768.857 x
NA = ( 𝑚3 ) × 2𝑥10−6 m
kg s
58.08
kmol
2.647579x10−5 kmol
NA = ( )
𝑚2 s
𝐍𝐀 𝐋̅(𝐑𝐓/𝐏)
𝐃𝐀𝐁 𝐞𝐱𝐩𝐞𝐫𝐢𝐦𝐞𝐧𝐭𝐚𝐥 =
𝟏
𝐠𝐫á𝐟𝐢𝐜𝐨 𝐋𝐧 (𝟏 − 𝐲 )
𝐀𝟏
𝐃𝐀𝐁 𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐀𝐋
𝐆𝐑𝐀𝐅𝐈𝐂𝐎
𝒎𝟑 𝒂𝒕𝒎
−5
2.647579x10 𝐤𝐦𝐨𝐥 𝟎. 𝟎𝟖𝟐 × 𝟑𝟐𝟑. 1𝟓𝑲
( )(𝟎. 𝟎𝟑𝟗𝟓𝒎) ( 𝒎𝒐𝒍 𝑲 )
𝟐
𝐦 𝐬 𝟎. 𝟕𝟐𝟏𝟏 𝒂𝒕𝒎
=
𝟏−𝟎
𝑳𝒏 ( )
𝟏 − 𝟎. 2567
𝟐
𝐃𝐀𝐁 𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐀𝐋 = 𝟏. 𝟐𝟗𝟓𝟒 ∗ 10−4 𝒎 ⁄𝒔
𝐆𝐑𝐀𝐅𝐈𝐂𝐎
%𝑬 = 𝟐. 𝟑𝟗 %
5.4.2. Método grafico
%𝑬 = 𝟑𝟔. 𝟏𝟒 %
5.5. DIFUSIÓN INTERFACIAL
- Observamos que al añadir la violeta de cristal se difunde en todo el agua y se
realiza una difusión molecular ya que no se forzó en la difusión.
VI. CONCLUSIONES
VII. BIBLIOGRAFIA
1. ARIAS, A. 2011 “Fundamentos Y Aplicaciones De Transferencia De
Masa”. 2da Edic. Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga.
Facultad de Ingeniería Química y Metalurgia.
LA COALESCENCIA
Implica un proceso a través del cual dos dominios de fase de composición
esencialmente idéntica entablan un contacto y forman un dominio de fase
mayor. Los materiales, de esta manera, establecen una optimización de su
superficie para minimizar el gasto de energía.
Un ejemplo de coalescencia se produce al mezclar agua y aceite y agitar el
recipiente. Pronto veremos cómo las gotas comienzan a fusionarse hasta
componer una única gran gota que supone la separación final entre ambas
sustancias.
SUPERFICIE INTERFACIAL
Es un límite de tránsito de la materia, no existe en ella acumulación alguna;
además, se sostiene que la superficie interfacial se encuentra muy cercano a la
condición de equilibrio, tal que las composiciones adyacentes a dicha superficie
puedan quedar expresadas en función al factor de partición o distribución,
ejemplo del agua