Transferencia de masa interfacial

Transferncia de Masa IQ4 Transferencia de Masa Interfacial E6B

Cony Asenath Juárez Franco Carnet: 2006 11612

Transferencia de Masa Interfacial E6B
En la mayoría de las operaciones de transferencia de masa, se ponen en contacto dos fases insolubles, con el fin de que entre dichas fases se establezca la transferencia de las sustancias que las forman. Por lo tanto, ahora interesa laaplicación simultánea del mecanismo de difusión para cada fase en el sistema combinado. Ya se vio que la rapidez de difusión dentro de cada fase depende del gradiente de concentración que existe en ella. Al mismo tiempo, los gradientes de concentración del sistema de dos fases, indican el alejamiento de la posición de equilibrio que existe entre las fases. Si se estableciese el equilibrio, los gradientes deconcentración y por ende la rapidez de difusión descenderían a cero. Por lo tanto, es necesario considerar tanto los fenómenos de difusión como los equilibrios, con el fin de describir por completo las diferentes situaciones. DIFUSIÓN INTERFACIAL Habiendo establecido que el alejamiento de la posición de equilibrio proporciona la fuerza motriz para la difusión, se van a estudiar ahora lasrapideces de difusión en función de las fuerzas motrices. Muchas de las operaciones de transferencia de masa se llevan a cabo en la forma de flujo estacionario (continuo), con flujo continuo e invariable de las fases en contacto y bajo circunstancias tales que las concentraciones en cualquier punto del equipo usado no cambian con el tiempo. Es conveniente utilizar como ejemplo una de estas operaciones, afin de establecer los principios, los cuales posteriormente se generalizarán a otras operaciones. Con este propósito, considérese la absorción de un gas soluble, como amoniaco (sustancia A), de una mezcla formada, por ejemplo, de aire y amoniaco; se usa agua líquida como absorbente; la absorción se realiza en uno de los aparatos más sencillos, la torre de paredes mojadas que se describió en otrosensayos. La mezcla de amoniaco-aire

22.09.10

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puede entrar por el fondo y fluir en forma ascendente, mientras que el agua fluye en forma descendente alrededor de la parte interna del tubo. Cambia la composición de la mezcla gaseosa: su concentración elevada de soluto se vuelvemenor mientras la mezcla fluye en forma ascendente, porque el agua disuelve al amoniaco y lo deposita en el fondo como una solución de amoniaco acuosa. En condiciones de estado estacionario, las concentraciones en cualquier punto en el aparato no cambian con el paso del tiempo. TRANSFERENCIA DE MASA LOCAL ENTRE DOS FASES Se va a estudiar la situación a una altura particular de la torre; porejemplo, entre la parte superior y la inferior. Puesto que el soluto se está difundiendo de la fase gaseosa hacia el líquido, debe existfr un gradiente de concentración en el sentido de la transferencia de masa dentro de cada fase. Esto puede mostrarse gráficamente en función de la distancia a través de las fases, como en la figura 5.2, en donde se muestra una sección a través de las dos fases encontacto. Se supone que no ocurre reacción química. La concentracion de A en la masa principal del gas es vA, o fracción mol y desciende hasta up, i en la interfase. En el líquido, la concentración desciende de xA i en la interfase a xA f en la masa principal del líquido. Las concentraciones uA o y xA L no son claramente valores en el equilibrio, puesto que si lo fueran; no habría difusión del soluto. Almismo tiempo, estas concentraciones no pueden utilizarse de modo directo con un coeficiente de transferencia de masa para describir la rapidez de transferencia de masa en la interfase, porque las dos concentraciones están relacionadas de manera distinta con el potencial químico,, el cual es la “fuerza motriz” real de la transferencia de masa. Para solucionar este problema; Lewis y Whitman ta,...