Difusion Binaria

UNIVERSIDAD DEL ZULIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA BÁSICA

LABORATORIO DE
OPERACIONES UNITARIAS I
DIFUSION BINARIA EN FASE
GASEOSA
Profesora:
Marianela Fernández

Objetivo General
Calcular el coeficiente de difusión
binaria

en

fase

gaseosa

para

la

difusión molecular en estado pseudo–
estacionario de uncomponente a
través

de

estancada.

una

película

de

gas

Objetivos Específicos
 Calcular el coeficiente de difusión binaria
experimental y teórico para cada líquido
en el aire.

 Calcular el flujo molar NAZ experimental y
teórico para cada líquido en el aire.

Transferencia de Masa
Cuando un sistema contiene dos o más
componentes cuyas concentraciones varían

de unpunto a otro, presenta una tendencia
natural

a

transferir

la

masa,

haciendo

mínimas las diferencias de concentración
dentro del sistema, la sustancia que se
difunde

abandona

una

región

de

alta

concentración y pasa a un lugar de baja
concentración.

Mecanismos de Transferencia de
Masa
El mecanismo de transferencia de masa
depende de la dinámica delsistema en el
que se lleve a cabo. Así mismo se puede
decir que existen dos modos de transferencia
de masa:
•Molecular: La masa es transferida por
movimiento molecular al azar en fluidos en
reposo.
•Convectiva: La masa puede transferirse
debido al movimiento global del fluido. Puede
ser : Natural y Forzada.

Difusión Molecular
En la difusión molecular se trabaja con el movimiento de lasmoléculas individuales a través de una sustancia debido a su
energía térmica. La teoría cinética de los gases proporciona una
forma de imaginar lo que sucede. Se puede imaginar que una
molécula viaja en línea recta con una velocidad uniforme, que
choca con otra molécula y que entonces su velocidad cambia,
tanto en magnitud como en dirección.
La velocidad promedio de la molécula
depende dela temperatura. Como la
molécula viaja en una trayectoria en zigzag,
la distancia neta en la dirección en la cual se
mueve durante cierto tiempo “rapidez de
difusión”, sólo es una pequeña fracción de la
longitud de su trayectoria real. Por esta
razón, la rapidez de difusión es muy
pequeña, aunque podría aumentar con un
descenso de presión, que reduciría el número
de choques y unincremento de temperatura,
que aumentaría la velocidad molecular.

Difusión Molecular
La difusividad, o coeficiente de difusión, DAB de un
componente A en solución en B, que es una medida
de la movilidad de difusión, se define como la relación
de su flujo molar JA y su gradiente de concentración
relativo a la velocidad molar promedio.

J A   DAB

C A
x A
 cDAB
z
z

1era Ley deFick

El signo negativo hace hincapié que la difusión ocurre
en el sentido del decremento en concentración. La
difusividad es una característica de un componente y
de su entorno (temperatura, presión, concentración ya
sea en solución liquida, gaseosa o sólida y la
naturaleza de los otros componentes).

Flujo Molar
El Flujo molar de una especie dada, es una
cantidad vectorial que denotala cantidad de
la especie particular, ya sea en unidades de
moles o masa, que pasa en un incremento
dado de tiempo a través de un área unitaria
normal al vector.
 Relativo a la velocidad Molar Promedio

ν

Ji  Ci(i  )
Relativo a un sistema de coordenadas fijo

Ni  ci i

Difusión unidimensional, en estado
pseudoestacionario, de un componente

Gas
yA2

Zo

yA1

Z1Líquido

Difusión unidimensional, en estado
pseudoestacionario, de un componente
Una de las fronteras cambia de lugar con el tiempo
A partir de la ecuación de flujo molar:

DAB C  1  y A2
NA 
ln 
 1 yA
zf
1

Relación entre el flujo molar
componente que sale del líquido

N AZ  C AL

dZ
dt





y

la

cantidad

de

Difusión unidimensional, en estado...