robert triball

Operaciones de Transferencia de Masa

ROBERT TREYBALL – OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA – SEGUNDA EDICIÓN – CAPITULO 2 – DIFUSION MOLECULAR EN FLUIDOS

PROBLEMA 2.1

En una mezcla gaseosa de oxigeno-nitrógeno a 1 atm., 25 °C, 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 enque:
a) El nitrógeno no se está difundiendo.
b) Existe una contra difusión equimolar de los dos gases.

SOLUCIÓN 2.1
a)

A:Oxígeno
B:Nitrógeno

Este caso es difusión de A en B estancado
De la ecuación (2.4)

Para este caso:

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Como:

Cálculo
De la tabla 2.2
rA=0.3467 nm

rB

=0.3798 nm

ЄA/K

= 106.7 °K

ЄB/K

= 71.4 °K

En la figura 2.5

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Entonces:

b) Para este caso:

Como:

Entonces:

PROBLEMA 2.2
Repita los cálculos del problema 2.1 para una presión total de 1000 kN/m2.

SOLUCIÓN 2.2
1) A: O2
B: N2

Para ladifusión de A en B estancado
De la ecuación (2.27)
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Como:

Cálculo de
rA
rB
ЄA/K
ЄB/K

=0.3467 nm
=0.3798 nm
= 106.7 °K
= 71.4 °K

En la figura 2.5

Entonces:

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b) De la ecuación (2.34)

De igual manera que en (a)

PROBLEMA 2.3

Calcule las difusividades de las siguientes mezclas gaseosas:
2NH3 ⇒N2 +3H2

a) Acetona-aire, 1 atm., 0”C.

b) Nitrógeno –dióxido de carbono, 1 atm., 25”C.
c) Cloruro de hidrogeno –aire, 200 kN/m2, 25 °C.
d) Tolueno-aire, 1 atm., 30 °C. ((Valor informado [Gilliland: Znd. Eng. Chm., 26, 681(1934)] =
0.088cm2/s.
Anilina –aire, 1atm., 0°C. Valor observado= 0.0610 cm2/s (Gilliland)

SOLUCIÓN 2.3

a) Acetona-aire, 1 atm, 0°C
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A: Acetona; B: aire
De la tabla (2.3)

b) Nitrógeno – dióxido de carbono, 1 atm, 25°C
A: Acetona; B: Dióxido de carbono
De la Tabla (2.2)
rA

=0.3798 nmrB

=0.3941 nm

ЄA/K

= 71.4 °K

ЄB/K

= 195.2 °K

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c) Cloruro de hidrógeno – aire, 200 KN/m2, 25°C
A: HCl, B: Aire
De la Tabla (2.2)
rA

=0.3339 nm

rB

=0.3711 nm

ЄA/K

= 344.7 °K

ЄB/K

= 78.6 °K

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d) Tolueno – aire, 1 atm, 30°C
A: Tolueno, B: Aire

d) Anilina – aire, 1 atm, 0°C
A: Anilina, B: Aire

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PROBLEMA 2.4

Se informa que la difusividad del dióxido de carbono en hielo es 5.31 (10-5) m2/s a 1 atm. Std.,3.2
°C. Calcule la difusividad a 1atm., 225 °C. Valor informado= 14.14 (10-5) m2/s [Seager, Geertson y
Giddings: J. Chem. Eng. Data, 8,168(1963)].

SOLUCIÓN 2.4

De la ecuación (2.37)

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Para las condiciones
Condición 1:
Condición 2:
Cada condición es reemplazada en laecuación (2.37) y luego divididas

Para:

PROBLEMA 2.5

Se está difundiendo amoniaco a través de una mezcla gaseosa estancada que consta de un tercio
de nitrógeno y dos tercios de hidrogeno en volumen. La presión total es 30 Ibf/in2abs (206.8
kN/m2) y la temperatura 130 °F (54 °C).Calcule la rapidez de difusión del amoniaco a través de una
película de gas de 0.5 mm de espesor cuando el...