robert treybal cap 2

2.1 En una mezcla gaseosa de oxigeno-nitrógeno a 1atm., 25 ºC, las concentraciones del oxígeno en dos planos separados 2 mm son 10 y 20% en vol., respectivamente. Calcular el flux de difusión del oxígeno para el caso en que:
a) El nitrógeno no se está difundiendo.

b) Existe una contra difusión equimolar de los dos gases.

Solución:
Especies:
Oxigeno (A)
Nitrógeno (B)
Pt=1 atm
T=25ºc +273K = 298K
Z= 0.002m
Para el oxígeno(A):
Plano 1: %V=0,10
Plano 2: %V=0.20

a) A la T=273K , Pt=1 atm
DAB =
Hallando la DAB a la T=298K, Pt=1 atm

DAB = DAB *

DAB = (

DAB = 2,064*

Hallando las presiones parciales:

PA1 = V A1*Pt = 0.10*1atm

PA1 = 0.10atm

PB1 = Pt - PA1 = 1atm – 0.10atm

PB1 = 0.9atm

PA2 = V A2*Pt = 0.20*1atm

PA2 = 0.20atm

PB2 = Pt- PA2 =1atm-0.20atm

PB2 = 0.80atm

PB,M =

PB,M =

PB,M = 0.849 atm

NA =

NA =

NA = -


b) NA =

NA =


NA = -4.223*


2.2 Repita los cálculos del problema 2.1 para una presión total de 1 000 kN/

Solución:

Especies:
Oxigeno (A)
Nitrógeno (B)
Pt = 1000 KPa

A la T=273K , Pt=101.325 KPa
DAB =

Hallando la DAB a la T=273K, Pt= 1000 KPa

DAB= (

DAB = 18.340*

Hallando las presiones parciales:

PA1 = V A1*Pt = 0.10*1000 KPa
PA1 = 100 KPa

PB1 = Pt - PA1 = 1000 – 100

PB1 = 900 KPa

PA2 = V A2*Pt = 0.20*1000 KPa

PA2 = 200 KPa

PB2 = Pt- PA2 = 1000-200

PB2 = 800 KPa

PB,M =

PB,M =

PB,M = 849.019 KPa

NA =

NA =


NA = -1.616*

Contra difusión equimolar:


NA =


NA =

NA = -4.040*2.3. Calcule la difusividad de las siguientes mezclas gaseosas:
a) Acetona-aire 1 atm, 0°C
b) Nitrogeno-Dioxido de carbono 1 atm, 25 °C
c) Cloruro de Hidrogeno-Aire 200 KN/m2 25 °C
d) Tolueno-Aire 1 atm, 30 °C
e) Anilina-Aire 1 atm, 0 °C

Solucion:
a) .






De la tabla 2.2 se tiene que para el aire Los valores para la acetona se puedencalcular mediante las siguientes ecuaciones:





El punto de ebullición de la acetona es: 329.4 K




De la figura 2.5:








b)







:


De la figura 2.5.


Reemplazando los datos calculados en la Ec. 1



c):


De la figura 2.5.


Reemplazando los datos calculados en la Ec. 1




d)










e)


2.4. Se informa que la difusividad del dióxido de carbono en helio es a 1 atm. Std., 3.2 °C. Calcule la difusividad a 1 atm., 225 °C. Valor informado = [Seager, Geertson y Giddings:J. Chem. Eng. Data, 8, 168(1963).
Solucion:
DAB1 =
Pt1 = 1 atm.
T1 = 3.2 °C + 273 = 276.2 k

Para el CO2
(
Para el H2
(



Para:
Pt = 1 atm.
T2 = 225°C + 273 = 498 k



Dividiendo (1) entre (2)







2.5. Se está difundiendo amoniaco a través de una mezcla gaseosa estancada que consta de un tercio de nitrógeno y dos tercios de hidrógeno en volumen. Lapresion total es 30 lbf/ in2 abs (206.8 kN/m2) y la temperatura 130 °F (54 °C). Calcule la rapidez de difusión del amoniaco a través de una pelicula de gas de 0.5 mm. de espesor cuando el cambio en la concentración a través de la película es de 10 a 5% de amoniaco en volumen.
Solución:
Especies: Para el amoniaco:
Amoniaco (A) %V(A)1 = 10%
Nitrógeno (B) %V(A)2 = 5%
Hidrógeno (C)Mezcla:
V (B) =

V (C) =
Pt = 206. 8 KPa.
T = 54 °C + 273 = 327 k
Z = 0.0005 m



Hallando

rNH3 = 0.2900 nm
rH2 = 0.3798 nm





(

(












Hallando


(

(













Hallando: y













2.6) Calcule las siguientes difusividades líquidas:
a) Alcohol etílico en soluci6n acuosa diluida, 10 °C.
Solución:...