Difusividad en Mezclas Binarias

Difusividad en mezclas binarias (coeficiente de difusión binario)
Ley de Fick (ecuación 1) es el modelo matemático que describe el transporte

molecular de masa en procesos o sistemas donde ocurre la difusión, ordinaria,
convectiva o ambas.
El coeficiente DAB es un parámetro que indica la facilidad con la cual un compuesto

se transporta al interior de una mezcla, ya sea en líquidos, sólidos o gases. El.
Transporte molecular de masa ocurre usualmente debido a un gradiente de
concentración o en algunas veces a un gradiente de temperatura, presión o por
fuerza impulsora. Las moléculas gaseosas se difunden con mas facilidad debido
a que sus fuerzas de interacción son débiles ya que tiene muy pocas moléculas
vecinas con las que puede interactuar.
Tipos de difusión
· Ordinaria: por gradiente de concentración.
· De presión: por gradiente de presión.
· Térmica: por gradiente de temperatura.
· Forzada: se debe a una desigualdad de fuerza, características que se encuentran

sobre los componentes A y B
Variación de la difusividad con la presión y temperatura.
La difusividad DAB de un sistema binario es mas una función de la temperatura,

presión y composición, a diferencia de μ y k, pero del mismo modo se propone
correlaciones que tiene un campo de acción limitada y se basa más en la teoría
que en la experiencia.
Para las mezclas binarias a baja presión, D AB es inversamente proporcional a la

presión, aumenta con la temperatura, y es casi independiente de la composición,
para una mezcla de dos gases determinados.
La difusividad binaria es una función de presión, temperatura y composición,
mientras q la viscosidad y conductividad de un fluido puro son solo funciones de la
temperatura y la presión. Los datos experimentales de la difusividad binaria son
limitados, y las correlaciones se basan más en la teoría que en la experiencia.
Para mezclas gaseosas binarias a baja presión, la difusividad disminuye con el
aumento de presión, aumenta con la temperatura y es casi independiente de la
composición. De acuerdo a los resultados de la teoría cinética y de la ley de los
estados correspondientes, se ha propuesto la siguiente para estimar a baja
presión. Donde:
El error es del orden del 8%, excepto en sistemas con hidrógeno y helio que da
errores mayores, y no se ensayó con aire, con otro gas. Como a presiones
elevadas DAB no disminuye linealmente con la presión, la estimación se puede
realizar con la figura de la página siguiente, que está basada en muy pocos datos
y que tiene una confiabilidad del 50%.
La ordenada es el producto de presión-difusividad a las condiciones dadas

sobre el producto presión-difusividad a igual temperatura pero baja presión.
La abscisa corresponde a la presión reducida y las curvas paramétricas son de
temperatura reducida. Se deben utilizar unidades consistentes, teniendo en cuenta
en que, al tratarse de una mezcla, las constantes son presión y temperatura
pseudocríticas. Si no se dispone de datos experimentales de difusividad binaria,
se puede usar la ecuación de estimación a baja presión anterior, o más
correctamente la ecuación basada en la teoría de la colisión, para evaluar el
producto de presión-difusividad a la presión .
Difusividad para sistemas binarios por medio de los estados (gases, líquidos
y solidos
Gaseoso
Para mezclas gaseosas binarias a baja presión, D es inversamente

proporcional a la presión, aumenta con la temperatura y es casi independiente de
la composición
D a bajas temperaturas
Constantes adimensionales
Para gases no polares (excluyendo helio e hidrogeno) a=2.745x10ˆ-4 y b
=1.823.
Para parejas constantes de h2O y un gas no polar a=3.64040x10ˆ-4 y
b=2.334.
Liquido
A presiones altas en estado líquido D se comprende mejor como auto difusión

(interdifusion de moléculas etiquetadas de las mismas especies químicas).
Método
Solidos
Para mezclas solidas es muy importante en muchos procesos industriales, en

especial en los procesos industriales, debido a que las moléculas de un líquido
están más próximas unas de otras que en los gases, la densidad y la resistencia a
la difusión en aquel son mucho mayores, además y debido a esta proximidad
de las moléculas, las fuerzas de atracción entre ellas tienen un efecto importante
sobre la difusión. Una de las diferencias más notorias con la difusión en gases
es que las difusividades suelen ser bastante dependientes de la concentración
de los componentes que se difundes.
Contra difusión equimolar

Difusión de A a través de B que no se difunde.
La ecuación para evaluar usa el valor promedio de que puede
variar con la concentración. Por regla general, en la ecuación se usa un promedio
lineal de c, en el caso de contra difusión equimolar es muy poco frecuente El
aspecto más importante de difusión en líquidos corresponde al soluto A que se
difunde en el disolvente B, estacionario que no se difunde
BIBLIOGRAFIA
Ing. Robin, J. Fenómenos de transporte. Junio de 2008.

http://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/quimica/3_anio/fenomenos_transpor
te/Unidad_tematica_7.pdf "Fenómenos de Transporte". R.B. Bird, W.E. Stewart,
E.N. Lightfoot

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Difusividad en mezclas binarias (coeficiente de difusión binario)

Ley de Fick (ecuación 1) es el modelo matemático que describe el transporte

El coeficiente DAB es un parámetro que indica la facilidad con la cual un compuesto

· Ordinaria: por gradiente de concentración.

· De presión: por gradiente de presión.

· Térmica: por gradiente de temperatura.

· Forzada: se debe a una desigualdad de fuerza, características que se encuentran

Variación de la difusividad con la presión y temperatura.

La difusividad DAB de un sistema binario es mas una función de la temperatura,

Para las mezclas binarias a baja presión, D AB es inversamente proporcional a la

La ordenada es el producto de presión-difusividad a las condiciones dadas

producto de presión-difusividad a la presión .

Para mezclas gaseosas binarias a baja presión, D es inversamente

A presiones altas en estado líquido D se comprende mejor como auto difusión

Para mezclas solidas es muy importante en muchos procesos industriales, en

Contra difusión equimolar

Ing. Robin, J. Fenómenos de transporte. Junio de 2008.

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