Transferencia De Masa En La Interfase

IV TRANSFERENCIA DE MASA EN LA INTERFASE
Transferencia de masa entre gases
Todo el fenómeno se reduce, en transferencia de masa, a estudiar lo que sucede en la interfase.
Equilibrio entre 2 fases:
Sea un sistema en el cual hay (g) que está a , . Se coloca una cantidad fija de agua (L) en el sistema y se va a ver lo que sucede en el tiempo. Llega un momento, en el cual las moléculas que pasandel gas al agua es igual al número de moléculas que pasan del agua al gas y se alcanza un equilibrio.

Luego el equilibrio es dinámico.
Se produce transferencia de masa siempre que haya distanciamiento del equilibrio, la fuerza impulsora lo lleva al equilibrio no a igualación de las concentraciones; lo que se mantiene igual en ambas fases es el potencial químico. Si se inyecta más amoniaco alrecipiente, se establecerá un nuevo conjunto de concentraciones en equilibrio. De este modo se obtiene la relación completa de las presiones y concentraciones en equilibrio en ambas fases.
Si se construye el gráfico siguiente:

La relación entre la presión parcial del en el espacio del recipiente versus concentración de en agua es la relación de equilibrio y se llama "curva de equilibrio", y lacurva de equilibrio depende del sistema y de la temperatura.
A diferentes temperaturas, se tiene la siguiente variación:

Existe un fenómeno complejo, para el que existen diferentes modelos que tratan de explicar la realidad, de ellos se analizará:
- Teoría de los 2 films
Toda transferencia de masa se produce por filme en la interfase, más allá de ese film no hay variación del, perfil deconcentración y la situación en general se puede representar en la siguiente figura:

No hay continuidad en la interfase por las siguientes razones:
1. Las concentraciones no tienen que ser iguales (equilibrio).
2. Problemas de nomenclatura = hay unidades diferentes.
A su vez se supone lo siguiente:
i) transferencia de masa en estado estacionario.
ii) los flujos de agua, gas, NH3 sonconstantes.
iii) la concentración varia en cada una de las fases con la altura.
iv) las únicas resistencias difusionales son aquellas residentes en los mismos fluidos, luego no hay resistencia para la transferencia de soluto a través de la interfase que separa las fases, luego las con centraciones , y las presiones son valores de equilibrio, da dos para el sistema por la curva de distribución deequilibrio.
Se supondrá que la curva de equilibrio es la dada por la figura siguiente:

El punto P de coordenadas ( , ) representa el estado global del sistema bifásico. E1 punto M de coordenadas (, ) representa las condiciones de equilibrio en la interfase.
Una vez planteado el esquema de difusión entre fases, se pueden considerar las ecuaciones de transporte para cada una de ellas.
= Nº de molesdel componente A difundido a través de la interfase
unidad de área de la interfase x unidad de tiempo
 
Desde el punto de vista Desde el punto de vista
de la fase gaseosa : de la fase líquida :

Se puede escribir la igualdad ya que se supone que no hay acumulación del componente A en la interfase

donde:
: coeficiente de transferencia de masa en el gas.
: coeficiente de transferencia demasa en el liquido,
ordenando la ecuación anterior se obtiene

este valor es la pendiente de la línea PR.
son fácilmente mediables. Si se conociesen y se podría determinar las condiciones de interfase ya que basta trazar una recta de pendiente
desde el punto P ( , ) hasta cortar la curva de equilibrio, el punto de intersección da ( , ).
Los coeficientes y se pueden determinar para algunoscasos aplicando las relaciones estudiadas anteriormente (ver Vian Ocon: Elementos de Ingeniería Química) pero en la mayoría de los casos prácticos no se conocen con suficiente seguridad y hay que recurrir a la experimentación para su evaluación.
El coeficiente de transferencia de masa es un valor práctico, siendo igual a la relación del flujo total y la fuerza de arrastre, como se demuestra por...