Fundamentos De Transferencia De Masa

La transferencia de un constituyente de una región de alta concentración a una baja concentración se llama transferencia de masa.
Ejemplo: un terrón de azúcar en una taza de café negro se disuelve finalmente y después se difunde de manera uniforme en el café.
La transferencia de masa juega un papel muy importante en muchos procesos industriales:
la remoción de materiales contaminantes de lascorrientes de descarga de los gases del agua contaminando,
la difusión de neutrones dentro de los reactores nucleares,
la difusión de sustancias que los poros del carbón activado absorben,
La rapidez de las reacciones químicas catalizadas y biologías

El mecanismo de transferencia de masa, tal como se ha observado en la de transferencia de calor, depende de la dinámica del sistema en elque se lleva acabo.
La masa puede transferirse por medio del movimiento molecular fortuito en los fluidos en reposo o puede transferirse de una superficie a un fluido en movimiento, ayudado por las características mecánicas del flujo.
Existen dos modos de transferencia de masa:
Molecular
Conectiva
Son análogos a la conducción calorífica y a la transferencia conectiva de calor
La transferenciade calor y de masa son mecanismos actúan a menudo simultáneamente, sin embargo uno siempre será dominante.

TRANSFERENCIA DE MASA MOLECULAR
Cuando una mezcla de gases contiene dos o mas especies moleculares cuyas concentraciones relativas varían de un punto a otro, esta transferencia macroscópica de masa, independiente de cualquier convección se lleve acabo dentro del sistema, se define con elnombre de difusión molecular.
A temperaturas superiores al cero absoluto, las moléculas individuales se encuentran en un estado de movimiento continuo, aunque fortuito. Dentro de las mezclas de gases diluidos, cada una de las moléculas de soluto se comporta en forma independiente de las otras moléculas de o soluto, ya que rara vez se topa con ellas.

Están ocurriendo continuamente colisionesentre el soluto y el solvente. Como resultado de estas colisiones, las moléculas del soluto describen trayectorias de zigzag, a veces hacia una región de mayor concentración, a veces hacia una concentración mas baja.
LA ECUACION DE RAPIDEZ DE FICK.
Las leyes de la transferencia de masa ponen de manifiesto la relación entre el flujo de la sustancia que se esta difundiendo y el gradiente deconcentración responsable de esta transferencia de masa.
Definiciones:
Concentraciones: una mezcla múltiple de componentes la concentración de una especie molecular se puede expresa re muchas maneras. Como cada una de las moléculas de cada especie tiene una masa, puede definirse una concentración de masa para cada especie, así como para la mezcla.

La concentración de masa , correspondientea la especie A, se define como de A por unidad de volumen de la mezcla. La concentración total de masa o densidad, es la masa total de la mezcla contenida en la unidad de volumen, esto es:



Donde:
n= es el numero de especies presentes en la mezcla. La fracción de masa, wA , es la concentración de la especie A, dividida entre la densidad total de masa:



Por definicion, la suma de lasfracciones de masa, debe ser uno.

La concentracion molar de la especie A, cA, se define como el nimero de moles de A, presentes por unidad de volumen de mezcla. Por definicion un mol de cualquier especie contiene una masa equivalente a su peso molecular. Los terminos de la concentracion, molar estan relacionados por medio de la siguiente expresion:



Donde Ma, es el peso molecular de laespecie A.


Cuando se esta tratando de una fase gaseosa, a menudo, las concentraciones se expresan en términos de las presiones parciales. Bajo las condiciones en las cuales es valida la ley de los gases ideales, PA V=nA RT, la concentración molar es:


Donde Pa, es la presion parcioal de la especie A en la mezcla, nA es el numero de moles de la especie A, V es el volumen de gas, T es la...