Difusión binaria en gases

DIFUSIÓN BINARIA EN GASES

1. PROBLEMA
Se ha solicitado el estudio particular de un fenómeno difusivo de etanol en aire, para ello se han seleccionado cuatro celdas de difusión de diferentes diámetros. El problema es encontrar el gradiente de concentraciones en fracciones mol y la magnitud del área de difusión para obtener en un periodo de 25 min 0.10 gmol de etanol vaporizado. La temperaturade difusión es de 50 ºC y la presión es la atmosférica.
El llenado de las celdas con etanol es a 2 cm a partir del borde superior.
El gradiente de concentraciones solicitado es desde la interfase líquido-gas al borde superior de las celdas

2. PARTE EXPERIMENTAL
2.1 MATERIALES
Un baño de temperatura controlada
Un vaso de precipitados de 600 mL
Un distribuidor de aire con manguera(cajita de acrílico)
Una pinza de Mohor
Una té de cristal
Cinco mangueras de hule látex
Cinco celdas de difusión
Un cronómetro
Un catetómetro
Dos soportes universales con pinzas
Un plumón con tinta para escribir en rojo o en negro
Una regla flexible
Una bomba de vacío
Una jeringa de plástico de 5 mL

2.2 SUSTANCIAS
300 mL de etanol RA (Reactivo Analítico)
2.3 SERVICIOS AUXILIARESEnergía eléctrica de 110 volts
Agua caliente a 50°C
Aire a presión

2.4 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
Los diámetros internos y las áreas transversales de las celdas son:

Celda 1: Di = 0.95 cm, con área transversal de 0.709 cm^2
Celda 2: Di = 1.35 cm, con área transversal de 1.431 cm^2
Celda 3: Di = 1.80 cm, con área transversal de 2.545 cm^2
Celda 4: Di = 2.20 cm, con área transversal de 3.801cm^2

2.5 DIAGRAMA



Celda de difusión
Figura 1


2.6 MEDIDAS DE HIGIENE Y SEGURIDAD
Utilizar lentes de seguridad para el manejo del etanol
Sujetar las mangueras de hule látex a las celdas de difusión
Sujetar las mangueras de hule látex al baño de temperatura controlada

2.7 DESARROLLO EXPERIMENTAL
Arranque del equipo
1.- Empezar las experimentaciones con la celda de menordiámetro
2.-Trazar un punto a 2.0 cm abajo del borde superior de cada celda

3.- Utilizar un soporte universal con pinzas para sujetar la celda de difusión, esta deberá conectarse con mangueras de hule látex al baño de temperatura controlada a 50ºC
4.- Utilizar un soporte universal con pinzas para sujetar el distribuidor de acrílico colocando la ranura de salida del aire a la misma altura que el bordesuperior de la celda, este deberá conectarse con mangueras de hule látex y la té de cristal a la bomba de vacío, utilizar la pinza de Mohor para obtener un flujo muy bajo de aire para que pase perpendicular al borde de la celda.
5.- Vaciar etanol RA (Reactivo Analítico) hasta que el menisco del alcohol toque la marca trazada a 2.0 cm de la celda. Hacer coincidir el menisco del etanol contenidoen la celda con el puntero óptico del catetómetro. Esperar 3 min para considerar el factor de expansión del etanol cuando se calienta a 50ºC y corregir la nueva altura en el catetómetro, asimismo oprimir el botón de cero ubicado en su carátula digital.

Operación del equipo
6.- Hacer pasar la corriente de aire por la ranura del distribuidor y esperar 30 segundos antes de arrancar el cronómetro,durante este tiempo verificar que la ranura del distribuidor de la caja de acrílico esté alineada a la boquilla de la celda. Registrar al final de los 25 min en la tabla de datos experimentales el valor leído en la carátula del catetómetro, después de apuntar nuevamente el puntero óptico a la altura que descendió el etanol.
7.- Continuar la experimentación con las celdas de mayor diámetro.Paro del equipo
8.- Apagar los botones de energía eléctrica de la bomba de vacío y del baño de temperatura controlada
9.- Apagar el botón de encendido del catetómetro
10.- Vaciar el agua caliente del baño de temperatura controlada
11.-Desconectar cuidadosamente las mangueras de hule látex
12.- Guardar las celdas en sus bolsas correspondientes

2.8 INFORMACIÓN EXPERIMENTAL

Tabla 1 de...