E6 CDab 13 1


Laboratorio de Ingeniería Química I

Práctica 1: “Determinación del coeficiente global de transferencia”



Equipo Ingenious:

José Miguel Sacramento Caballero Romero
Rafael Durán Cetz
Cinthya Guadalupe Maldonado Pinzón
Jaime Suárez Basto
Kenisha Pamela Suárez Negrón

Fecha de entrega: 27 de febrero de 2013
I. Introducción:

La difusión es el movimiento, bajo la influencia de un estímulofísico, de un componente individual a través de una mezcla, la causa más frecuente de la difusión es el gradiente de concentración del componente que difunde. Se lleva a cabo una operación de transferencia de masa.
La transferencia de masa es un fenómeno ocasionando por la diferencia de concentración direccionándose de un lugar de mayor concentración a otro de menor de un determinado soluto en un ciertomedio.
La transferencia de masa puede considerarse de forma similar a la aplicación de la ley de conducción de Fourier a la transferencia de calor. Sin embargo, una de las diferencias importantes es que en la transferencia molecular de masa, uno o más de los componentes del medio se desplaza. En la transferencia de calor por conducción, el medio suele ser estacionario y solo transporta energía enforma de calor.
Los procesos químicos y físicos dependen de las propiedades de los materiales involucrados. Para el diseño y operación de las platas de proceso debe tomarse en cuenta las propiedades físicas y químicas de los materiales para obtener los cambios esperados. El medio más conveniente es el estado del fluido, por lo que la mayoría de las plantas involucra gases o líquidos.
Una de laspropiedades más importantes de los fluidos para tal situación es la difusividad. El flujo de fluido y la transferencia de masa son operaciones que dependen parcialmente de esta propiedad por lo que tal dato es siempre necesario para el diseño de la planta.
El aparato para coeficiente de difusión líquida permite medir a un grado razonable de exactitud esta propiedad.
La difusión molecular puedeocurrir en gases, líquidos o sólidos. Debido al espacio entre las moléculas, la tasa de difusión es muy más elevada en gases que en líquidos. Y más elevada en líquidos que en sólidos.
La velocidad de difusión se expresa por la ecuación:

Dónde:
Es el flujo de difusión a través de unidad de área en ángulo recto a la dirección de x,
Es la constante de difusión y
Es el gradiente de concentración enla dirección x.
El signo negativo indica que el flujo es de alta a bajas concentraciones.
Si está en mol/cm2 sec.
Está en mol/cm3
Está en cm y
Es en segundos
Entonces estará en cm2sec-1.
El aparato utiliza capilares verticales de 5 mm de largo y 1 mm de diámetro para restringir la difusión a una dimensión. La concentración en los extremos inferiores es elegida y llevada a serconstante. La concentración en los extremos superiores es efectivamente cero durante el experimento.
Así


Donde
Volumen del agua en el recipiente en litros = 1 litro
Longitud de los capilares in cm = 0.5 cm
Diámetro de los capilares en cm = 0.1 cm
Número de capilares = 121
Molaridad de la solución salina
Cambio de conductividad eléctrica para el cambio de la unidad de molaridad (solucionesdiluidas)
Las tasas de variación de la conductividad con el tiempo
Así, mediante el trazado de conductividad como una función del tiempo el coeficiente de difusión puede calcularse a partir de la pendiente de la gráfica.



II. Objetivos

a. General
Familiarizarse con el uso de instrumentos de laboratorio para obtener mediciones precisas de datos requeridos para el diseño de procesos industrialesmediante la medición directa de velocidades de transferencia de masa en ausencia de efectos de convección con la medición del efecto de la conductividad en los coeficientes de difusión.

b. Particulares
1) Determinar el coeficiente de difusión de la solución de NaCl a 2M en agua destilada
3) Dar a conocer la metodología para el cálculo del coeficiente de difusividad (D), determinar la velocidad...