Determinacion Del Coeficiente De Difusividad Acetona Aire

PRACTICA No. 1

“DETERMINACIÓN DE LA DIFUSIVIDAD EN GASES”
OBJETIVOS:
Conocer el manejo y uso de una celda de Arnold.
Obtener de manera experimental el coeficiente de difusión de Acetona en Aire, así como también obtener un margen de error comparado con la bibliografía.
INTRODUCCIÓN:
La difusión molecular aparece al existir una distribución espacial de concentración de materia. Ladifusión de materia tiene el sentido en el que la concentración disminuye. La difusión molecular es un fenómeno irreversible.
La difusión es aquella que incluye procesos de "auto mezclado" . Se encontrará aquí que la difusión molecular dependerá fuertemente de las características físicas del fluido, como por ejemplo la temperatura de éste, pero que, en cambio, la difusión turbulenta será relativamenteindependiente del fluido, y dependerá más bien de la escala de movimiento. Que haya tanta "afinidad" entre las formas laminar y turbulenta de los procesos de difusión y viscosidad no es casualidad, en realidad, dado que la viscosidad puede ser vista simplemente como "difusión de velocidad".
En general también se puede definir la difusión como el flujo de alguna propiedad desde concentraciones altasa concentraciones bajas. Esa propiedad puede ser tan real como partículas (difusión de polen, difusión de animales, difusión de sal en el océano, etc.) o puede ser alguna propiedad del fluido, tal como su temperatura o su rotación angular.
La difusividad o el coeficiente de difusión es una constante de proporcionalidad entre el flujo molar debido a la difusión molecular y el gradiente de laconcentración de la especie (o el motor de la difusión). La difusividad está descrita en la ley de Fick .
Cuanto mayor es la difusividad (de una sustancia con respecto a otro), más rápido se difunden en los demás.
MATERIAL Y EQUIPO:
* 100 mL de Acetona
* Celda de Arnold
* Termobaño
* Bomba de aire
* Bomba de recirculación de agua
* Pinzas de 3 dedos
* Mangueras de látex* Termómetro
* Cronómetro
* Soporte Universal
METODOLOGÍA:

DATOS EXPERIMENTALES:
Corrida | Tiempo (s) | Distancia (mm) | Temperatura (ºC) |
1 | 0.36 | 2 | 36 |
2 | 145 | 4 | 36 |
3 | 260 | 6 | 36 |
4 | 581 | 8 | 36 |
5 | 902 | 10 | 36 |
6 | 1178 | 12 | 36 |
7 | 1778 | 14 | 36 |
8 | 2101 | 16 | 36 |
9 | 2662 | 18 | 36 |
10 | 3190 | 20 | 36 |

Corrida |Tiempo (s) | Distancia (mm) | Temperatura (ºC) |
1 | 0.29 | 2 | 41 |
2 | 129 | 4 | 41 |
3 | 200 | 6 | 41 |
4 | 376 | 8 | 41 |
5 | 566 | 10 | 41 |
6 | 785 | 12 | 41 |
7 | 1056 | 14 | 41 |
8 | 1454 | 16 | 41 |
9 | 1764 | 18 | 41 |
10 | 2072 | 20 | 41 |

MEMORIA DE CÁLCULO:
Nota: Se designara a A como acetona y B como aire.
1) Para determinar el DAB experimental, se usó:
NA,z=cDABz2-z1ln1-yA21-yA1 --------------- (1)
La concentración media logarítmica del componente “B” se define como:

yB,lm=yB2-yB1lnyB2yB1 -------------------- (2)
Como es una mezcla binaria expresamos (2) en términos del componente “A”:
yB,lm=yA1-yA2ln1-yA21-yA1 ------------------- (3)
Sustituir (3) en (1) obtenemos:
NA,z=cDAByA1-yA2z2-z1yB,lm -------------- (4)
El flujo molar “NA,z” serelaciona con la cantidad de “A” que deja el líquido por medio de:
NA,z=ρA,LMAdzdt ------------------ (5)
Donde “ ρA,LMA” es la densidad molar.
Como se encuentra en condiciones de estado pseudoestacionario, igualando (4) y (5):
ρA,LMAdzdt=cDAByA1-yA2z2-z1yB,lm ------------ (6)
Al integrar la ecuación (6) de t=t0 hasta t = t y desde z = zt0 hasta z = zt:
t0tdt=z t0z tρA,LyB,lm/MAcDAByA1-yA2tz dzDónde:
c=PRT
Obtenemos como resultado la expresión matemática del coeficiente de difusión:
DAB=ρA,LyB,lm/MAcyA1-yA2t zt2-zt022
Los datos utilizados por el sistema son:
A = Acetona.
B = Aire.
ρA,L=0.79 g/cm3
MA=58.03g/mol
yA2=0
yB2=1
PA=358.3 mm Hg a 36 °C
PA=358.3 mm Hg a 41 °C
P=558mm Hg=0.734 atm
Primeramente haremos los cálculos para la temperatura del sistema a 36 °C y para...