Difusión

Difusión en materiales

JOSE LUDDEY MARULANDA AREVALO
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PEREIRA

INTRODUCCIÓN


Los fenómenos de transferencia de masa se refieren
al movimiento atómico o de moléculas causadas por una
fuerza impulsora. Siempre que en una fase haya un
gradiente de concentración de uno de los componentes,
se produce transporte de materia en el sentido de las
concentraciones decrecientes.Este gradiente de
concentración proporciona el potencial de impulso para el
transporte de esas especies o componentes.



El transporte de masa por convección es el proceso
por el cual los gases salientes de una chimenea se
dispersan en la atmósfera y mediante el que se lleva a
cabo el mezclado de dos corrientes. La transferencia entre
dos fases es importante para los procesos de separación,tales como la humidificación, secado, absorción,
destilación, extracción líquido – líquido, entre otros.

TRANSFERENCIA DE MASA
Difusión: mecanismo por el que la materia se
transporta a través de la materia
Al transporte de materia se entiende al movimiento de uno o
mas componentes, bien dentro de una misma fase o su paso
de una a otra fase. Ejemplos de operaciones en que tiene
lugar este fenómenoson: cristalización, extracción,
absorción, destilación, entre otros.
La difusión de masa ocurre en:
* Gases
* Líquidos
* Sólidos
Como la transferencia de masa está fuertemente
influida por el espacio atómico, la difusión ocurre más
fácilmente en gases que en líquidos y más fácilmente en
líquidos que en sólidos.

INTRODUCCIÓN
El movimiento de los átomos es necesario para
muchos de los tratamientosllevados a cabo
sobre los materiales
•

Tratamiento térmico de metales

•

Manufactura de cerámicos

•

Solidificación de los metales

•

Fabricación de celdas solares, etc
4

Difusión de permanganato de potasio en agua

En una disolución, las partículas de líquido chocan y empujan al
sólido en todas direcciones. Los sólidos, como el permanganato de
potasio, se difunden debido al movimiento delas partículas de
5
agua, que chocan y empujan a las partículas del sólido en



Muchas reaciones y procesos importantes en la
fabricación de un componente o de una estructura de
ingeniería, ocurren por medio de transporte de masa .
 El transporte de masa generalmente ocurre a escala
microscópica.
DIFUSIÓN: Fenómeno de transporte de masa por
movimento atómico (en el caso de metales), de cationesy
aniones (en el caso de cerámicas iónicas) y de
macromoléculas (en el caso de polímeros).

6

Difusión

Tabique
desmontable

P

x→

P

Difusión de las sustancias j y k contenidas en un
tanque

 concentraciones iniciales: cj,1  cj,2 ; ck,1  ck,2
cj,2 , ck,2
cj,1 , ck,1
 se retira el tabique
 se observa que el movimiento al azar de
área A
moléculas
baño a T constante
elimina la diferencia deconcentraciones
Difusión es el movimiento macroscópico
de componentes de un sistema debido a
cj
diferencias de concentración
t=0
Fase 1

Fase 2

x→
cj

t=t
x→
cj

t=
http://dragon.unideb.hu/~zerdelyi/Diffusion-on-the-nanoscale/node6.html

x→

Difusión
Diferencias entre flujos originados por gradientes de presión o de concentración:
Gradiente de presión

flujo en la dirección del gradiente vy(laminar/turbul.)

Gradiente de concentración

Difusión a través de un tabique:
visión microscópica (arriba y centro)
visión macroscópica (abajo)

- movimiento molecular aleatorio
- no. de moléculas que atraviesan el tabique es
mayor desde la fase concentrada que desde la
diluida; esto origina el movimiento macroscópico
Difusión sobre una superficie sólida

8

Difusión (visión estática)
mayor no.de moléculas →

Movimiento molecular en la difusión

Difusión en una superficie sólida

9

Mecanismos de Difusión
 Difusión: Migración paso a paso de átomos de
determinadas posiciones del reticulado para otras.
 Para que ocurra el movimiento de los átomos son
necesarias dos condiciones:
1) Debe existir un espacio libre adyacente, y
2) El átomo debe poseer energía suficiente para
romper los...