3. difusión molecular en líquidos

7/24/2019 3. Difusin Molecular en Lquidos

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FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA AGROINDUSTRIAL

DOCENTE: Ing. TAIPE PARDO, Fredy

DIFUSIN MOLECULAR ENLQUIDOS

INGENIERA DE OPERACIONES AGROIINDUSTRIALES III


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INTRODUCCIN A LA DIFUSIN MOLECULAR DE L

La difusin de solutos en lquidos es muy importantprocesos industriales, en especial en las operaciones dcomo extraccin lquido-lquido o extraccin con disoabsorcin de gases y en la destilacin. La difusintambin es frecuente en la naturaleza, como en l

oxigenacin de ros y lagos y la difusin de sales en la s


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esulta evidente que la velocidad de difusin moleculalquidos es mucho menor que en los gases. Las molun lquido est!n muy cercanas entre s en comparacin

de un gas, por tanto, las molculas del soluto A que sechocar!n contra las molculas del lquido " cofrecuencia y se difundir!n con mayor lentitud que en lo#n general, el coeficiente de difusin es de un omagnitud veces mayor que en un lquido. $o obstanteespecfico en un gas no obedece la misma regla, puesunas &'' veces m!s r!pido, ya que las concentracionelquidos suelen ser considerablemente m!s elevadas qugases.


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ECUACIONES PARA LA DIFUSIN EN LQUID

CONTRADIFUSINEQUIMOLAR

(onde)

.

.

.


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(onde)


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DIFUSIN DE * ATRAVS DE "QUE NO SE DIFUNDE

#l aspecto m!s importante de difusin en lquidos corresponde al solut

difunde en el disolventeB, estacionario que no se difunde.

#n trminos de concentraciones sustituyendo cprom= P/RT, cA1= pA1/RT y

se obtiene la ecuacin para lquidos)

(onde)


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#n soluciones diluidas es cercano a &.' y es esencialmente constante y

se simplifica a)


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#(//0$ (# (1234(*(#3 #$ L562(7

(onde


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Los valores recomendados de son 8,9 para agua, &,: para metanol, &,; pa&,' para benceno, heptano, ter y otros disolventes no asociados.

ara disoluciones acuosas de disoluciones de ba%a concentracin en

autor sugiere una ecuacin m!s sencilla)

(onde)


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ara soluciones diluidas de no electrolitos, se recomienda la correlacin e;9 para agua como soluto

8.89 para el agua como disolvente &.: para el metano& como disolvente &.; para el etanol como disolvente


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COEFICIENTES DE DIFUSIN PARA LQUID

#xisten diversos mtodos para determinar experimentalmente coeficienteslquidos.

3e produce una difusin en estado no estacionario en un tubdetermina la difusividad con base en el perfil de concentraciones. 3idifunde en ", el coeficiente de difusin que se determina es (*". *de la difusividad suele depender en gran parte de la concentracin dse difunde. * diferencia de los gases, la difusividad (*" no es igua

lquidos. 7tro mtodo bastante com?n se usa una solucin relativamente dilu

concentrada que se introducen en c!maras ubicadas en lados opumembrana porosa de vidrio sinterizado, tal como se muestra en la figmolecular se verifica a travs de los peque@os poros del vidriomientras se agitan ambos compartimientos.


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Celda de difusin para determinar la difusividad en un

lquido.


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La longitud de difusin efectiva es K1* donde K1>1 es una constante qu

hecho de que la trayectoria de difusin es mayor en la realidad, en este mto

"idstrup y Aean=oplis la longitud efectiva de difusin se obtiene po

un soluto de difusividad conocida como KC1.ara deducir la ecuacin se supone una difusin de estado cuasi- e

membrana)

donde c es la concentracin en la c!mara ba%a en el tiempo t, cB es lala c!mara alta y es la fraccin de !rea de vidrio abierta a la difusin.


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#fectuando un balance de soluto * en la c!mara alta, donde velocidad de envelocidad de salida C velocidad de acumulacin, y efectuando otro balance c!mara ba%a, con el volumen 4 4B y combinando e integrando, la ecuac

cA1 cA2Z

V

2Az AN A t V c 2

1 2

1AAB

A A

cZVD

A c c t


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EJERCICIOS DE APLICACIN

EJERCICIO NUMERO 01

3e est! difundiendo oxgeno D*E a travs de monxido de carbono D"E e

estado estacionario, con el monxido de carbono sin difundirse. La pre

temperatura es . La presin parcial de oxgeno en dos planos sep

respectivamente, y La difusividad para la mezcla es . /alcular la rapide

oxigeno en a traves de cada metro cuadrado de los dos planos.


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SOLUCIN:

Se a!"#a !a e#$a#"%&

' ' ' ' ' ' ' ' ' ()a+ e&


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EJERCICIO NUMERO 02

Ca!#$!a, !a ,a"e- e ".$+"%& e! /#") a#("#) A2 a (,a3+ e $&aa5$a' &) ".$+"3a' e e e+e+), a ' #$a&) !a+ #)e&(,a#")&e+ e)$e+()+ e !a e!4#$!a +)&' ,e+e#("3a6e&(e' 7 8 9 e& e+) e".$+"3"a e! /#") a#("#) e& !a +)!$#"%& e+


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EJERCICIO NUMERO 03


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