quimica


PRACTICA N° 7
DIFUSIÓN MASIVA

I. OBJETIVO:

Evaluar la difusión de un colorante líquido.
Evaluar la difusión de un colorante sólido.
Descripción matemática del desplazamiento de la concentración del soluto.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO:

La transferencia de masa e decisiva en muchas áreas de la ciencia y la ingeniería. Muchos fenómenos comunes implican un trasferencia de masa, así ellíquido de un recipiente abierto lleno de
Agua se evapora en el aire estacionario debido a la diferencia de concentración del vapor de agua entre la superficie del líquido y el aire de lo que le rodea. Un trozo de azúcar sumergido en una taza de café se disuelve y se difunde, sin agitación, en la solución que lo rodea. Cuando la madera verde recién cortada se expone a la acción atmosférica,se seca parcialmente a media que el agua de la madera se difunde hasta la superficie cortada y después, a la atmosfera circulante. E un proceso de fermentación, los nutrientes y el oxígeno disueltos en la solución se difunden hacia los microorganismos. En una reacción catalítica, los reactivos se difunden del medio circulante a la superficie catalítica donde se verifica la reacción.
Además detener interés en entender los procesos de difusiones, todo ingeniero químico se debe ocupar del diseño de proceso de separación macroscópica, como la destilación, absorción, extracción y absorción. El diseño d estos procesos requiere tener conocimiento profundo de los aspectos fundamentales de trasferencia de masa.
La difusión; es un proceso de trasferencia de masa de una sustancia.
La difusiónse produce debido a una gradiente de concentración del componente que se difunde. El gradiente de concentración provoca el movimiento del componente en una dirección tal que tiende a igual concentración y eliminar el gradiente.
Relación matemática:
Sea la mezcla liquida o gaseosa en el que existe una gradiente de concentración luego la velocidad de difusión seria.

Velocidad de trasferencia =La ecuación general de trasferencia de masa está representada por:
= + (1)

(2)


+ () (3)
Dónde:
Representa a la difusión másica referido a un punto fijo.
: Representa a la difusión molecular.
() : Representa a la difusión másica por convección debido al movimiento global del fluido.
Difusión molecular ( )
La difusión molecular o trasporte molecular puededefinirse como la trasferencia de moléculas individuales a través de un fluido por medio de los desplazamientos individuales y desordenados de las moléculas, puesto que las moléculas se desplazan en forma al azar.
Con la difusión molecular se puede determinar el coeficiente de difusión másica; mientras que con la convectiva se determina los coeficientes de trasferencia de masa (secado,absorción, extracción).
La dificultad de tratar el estado líquido llega a ser fácilmente evidente ya que los líquido en realidad consisten en conglomerados de átomos y moléculas dispuestas en forma irregular, las cuales existen en un estado activo y presentan movimiento aleatorio. No obstante se pueden obtener valores relativamente exactos usando los modelos gaseosos para describir el estado líquido.Según la ley de Fick:
= ) = 0
Donde:
= velocidad de difusión.
) = gradiente de concentración del solvente con respecto al eje Z
= Coeficiente de difusividad.
En función a la presión se tiene:
= ln ()
C= ( )
P= Pa + Pb
Existen dos tipos de trasferencia de masa:
Difusión molecular:
La difusión molecular es el movimiento de las moléculas de los componentes de una mezcla producida por ladiferencia de concentración existente en el sistema. La difusión de las moléculas se produce en la dirección necesaria para eliminar el gradiente de concentración. Si se mantiene el gradiente añadiendo continuamente material nuevo a la región de la alta concentración y eliminándolo de la región de baja concentración, la difusión será continua. Por ejemplo un cristal de permanganato de potasio en...