difusión molecular en un medio semi-infinito

7/25/2019 Difusin Molecular en Un Medio Semi-Infinito

1/43

DIFUSIN MOLECULAR EN UN MEDIO

Transferencia de Masa

UNIVERSIDAD NACIONAL DELCENTRO DEL PERU

FACULTAD DE INGENIERA QUMICADEPARTAMENTO DE INGENIERIA

CTEDRA : TRANSFERENCIA DE MASA

CATEDRTICO : Ing .Manuel Nestares Guerra.

ALUMNOS : Slan !uana"# E$gar

Naula Ra%s# &'$al Fernan$

C(e)al'er Sant')*+e,# Mar-elSEMESTRE : IX

!uan-a"Per/

Difusin Molecular en un medio semiinfinito


2/43


RESUMEN

Para este experimento denominado Difusin Molecular en un Medio

semi Innito se planteo como Objetivo General Determinar la masa

difundida por rea transferencia en un periodo de tiempo Objetivos

!spec"cos Determinar las concentraciones del soluto evaluadas en

los seis puntos de referencia con los datos experimentales#Determinar

las concentraciones del soluto evaluadas en los tres puntos de

referencia tericamente#Determinar el coeciente de difusin para el

sistema soluto$li%uido# Determinar el factor de penetracin evaluado

en los seis puntos de referencia#

Para tal efecto se utili& como sustancia una pastilla de vitamina ' ()c#

)scorbico* el cual para mejor interpretacin del fenmeno de dic+a

sustancias se reali&o en 'onveccin ,atural utili&ando como medio de

difusin a-ua destilada# !n dic+a practica se controlo como cambia la

concentracin con el tiempo. el parmetro de tiempo de difusin para

las muestras volumen del medio de difusin / la masa de cada una de

las muestras con los cuales lo-ramos determinar los Objetivos

propuestos lle-ando as" a una mejor comprensin del fenmeno de

difusin en un medio semi innito#



3/43


NOMENCLATURA

CA0= concentracin inicial en z = 0 mol/ml (molar)

CA= concentracin final en z = mol/ml (molar)

CA= concentracin en un tiempo (z=L/2) mol/ml

Ej= error complementario (de tablas) adimensional

DA= Coeficiente de Difusi!idad (m2/s)

" = temperatura (#)

B = !iscosidad del $ol!ente (cp)

= factor de asociacin para el disol!ente adimensional

%= peso molecular del sol!ente (&/&'mol)

A=!olumen molar del soluto al punto de ebullicin (cm/&'mol)

" = tiempo de difusin (se&*)

= !olumen total del +2, (ml)

AN = flu-(flujo especifico molar) 2/mkmol

SM =



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INTRODUCCIN

!n el fenmeno de difusin molecular se ocurre con el

movimiento de las mol0culas individuales a trav0s de una sustancia

debido su ener-"a t0rmica# 1a teor"a cin0tica de los -ases

proporciona una forma de ima-inar lo %ue sucede2 de +ec+o esta

teor"a fue rpidamente aceptada -racias a la adecuada descripcin en

t0rminos cuantitativos del fenmeno difusional#

De acuerdo con una teor"a cin0tica simplicada se puede

ima-inar %ue una mol0cula viaja en l"nea recta con una velocidad

uniforme %ue c+oca con otra mol0cula / %ue entonces su velocidad

cambia tanto. en ma-nitud como en direccin# 1a distancia promedio

%ue viaja la mol0cula entre cada c+o%ue es su tra/ectoria libre

promedio2 su velocidad promedio depende de la temperatura# 'omo la

mol0cula viaja en una tra/ectoria en &i-&a- la distancia neta en la

direccin en la cual se mueve durante cierto tiempo rapide& de

difusin slo es una pe%ue3a fraccin de la lon-itud de su tra/ectoria

real Por esta ra&n la rapide& de difusin es mu/ pe%ue3a aun%ue

podr"a aumentar con un descenso de presin %ue reducir"a el n4mero

de c+o%ues2 / un incremento de temperatura %ue aumentar"a la

velocidad molecular#

!l fenmeno de la difusin molecular conduce nalmente a una

concentracin completamente uniforme de sustancias a trav0s de una

solucin %ue inicialmente pudo +aber sido no uniforme# )s" por



5/43


ejemplo si se coloca una -ota de solucin de sulfato de cobre a&ul en

un vaso con a-ua el sulfato de cobre se reparte al nal en todo el

l"%uido# 'on el tiempo el color a&ul se vuelve uniforme en cual%uierparte de la solucin / no +a/ cambios subsecuentes#

I. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Determinar la masa difundida por .rea de transferencia en un periodo

de tiempo*

OBJETIVOS ESPECFICOS:

Determinar las concentraciones del soluto e!aluadas en los tres

puntos de referencia con los datos e-perimentales*

Determinar las concentraciones del soluto e!aluadas en los tres

puntos de referencia tericamente*

Determinar el coeficiente de difusin para el sistema soluto'liuido*

Determinar el factor de penetracin e!aluado en los tres puntos de

referencia*



6/43


II. MARCO TERICO

2.1 DIFUSIN MOLECULAR

1a difusin molecular aparece al existir una distribucin espacial

de concentracin de materia# 1a difusin de materia tiene el sentido en

el %ue la concentracin disminu/e# 1a difusin molecular es un

fenmeno irreversible# [8]

5a se indic %ue una solucin es completamente uniforme con

respecto a la concentracin de sus componentes no ocurre nin-unaalteracin2 en cambio si no es uniforme la solucin alcan&ar

espontneamente la uniformidad por difusin /a %ue las sustancias se

movern de un punto de concentracin elevada6 otro de baja

concentracin# 1a rapide& con la cual un soluto se mueve en cual%uier

punto / en cual%uier direccin depender por tanto del -radiente de

concentracin en ese punto / esa direccin# Para describir

cuantitativamente este proceso se necesita una medida apropiada de

la rapide& de transferencia#

1a rapide& de transferencia puede describirse adecuadamente

en funcin del 7ujo molar o moles8(tiempo*(rea* /a %ue el rea se

mide en una direccin normal a la difusin# 9in embar-o aun%ue una

solucin no uniforme slo conten-a dos componentes 0stos debern

difundirse si se %uiere alcan&ar la uniformidad# 9ur-e entonces la

necesidad de utili&ar dos 7uxes para describir el movimiento de un



7/43


componente. , el 7ux t relacionado con un lu-ar jo en el espacio / :

el 7ux de un compuesto con relacin la velocidad molar promedio de

todos los 'omponentes# !l primero es importante al aplicarse al dise3ode e%uipo2 el se-undo es caracter"stico de la naturale&a del

componente# Por ejemplo un pescador estar"a ms interesado en la

rapide& con la cual nada #un pe& en contra de la corriente para

alcan&ar el an&uelo (anlo-o a ,*2 la velocidad del pe& con relacin a

la del arro/o (anlo-o a :* es caracter"stica de la abilidad natatoria del

pez*

As1 la difusi!idad o coeficiente de difusin DAde un componente A en

solucin en ue es una medida de la mo!ilidad de difusin se define como la

relacin de su 7ux :)/ su -radiente de concentracin

z

x

cDz

c

DJ A

AB

A

ABA

=

=

;ue es la$primera le/ de


8/43


difusin en el sentido & 4nicamente con ,) / ,> constantes (estado

estacionario* las variables se separan fcilmente / si D)>es constante

se puede inte-rar

( ) =+ 2

3

2

3

3 z

zAB

C

CBAAA

A dzcDNNccN

dcA

A

en donde el ? indica el principio de la tra/ectoria de difusin (c )

elevado* / el @ el nal de la tra/ectoria de difusin (c)bajo*# 9ea &@A &?

B

( )( )

ABBAAA

BAAA

BA cD

z

NNccN

NNccN

NN=

++

+ 32ln

3

o

( )( ) ccNNNccNNN

zcD

NNNN

ABAA

ABAAAB

BA

AA

////ln

3

2

+ ++=

Cambi0n es posible inte-rar en condiciones de estado

estacionario donde el 7ux ,) no e6 constante# 'onsid0rese por

ejemplo la difusin radial de la supercie de una esfera slida a un

7uido# Puede aplicarse la ecuacin( ) =+

23

2

3

3 z

zAB

C

CBAAA

A dzcDNNccN

dcA

A

pero el 7ux es una funcin de la distancia debido a la -eometr"a# 9in

embar-o la ma/or"a de los problemas prcticos %ue tratan con este

tipo de temas estn relacionados con la difusin en condiciones de

turbulencia2 adems los coecientes de transferencia %ue se utili&an

estn basados en el 7ux expresado en fundn de un rea esco-ida



9/43


arbitrariamente como por ejemplo la supercie de la esfera#[1]

2.3 DIFUSIN MOLECULAR EN LQUIDOS

9i se %uiere inte-rar la ecuacin ( )z

CAAB

ABAA D

c

cNNN

+= para

escribir"a en la forma de la ecuacin

( )( ) ccNNN

ccNNN

z

cD

NN

NN

ABAA

ABAAAB

BA

AA

//

//ln

3

2

++

+= debe suponerse %ue D)> / c

son constantes# !sto es adecuado para me&cla -aseosas binarias pero

no lo es en el caso de l"%uidos /a %ue pueden variar

considerablemente con la concentracin# ,o obstante en vista del

escaso conocimiento de las D se acostumbra utili&ar la ecuacin

( )( ) ccNNN

ccNNNzcD

NNNN

ABAA

ABAAAB

BA

AA

////ln

3

2

++

+= junto con una c promedio* el

mejor promedio %ue se ten-a D)># 1a ecuacin

( )( ) ccNNN

ccNNN

z

cD

NN

NN

ABAA

ABAAAB

BA

AA

//

//ln

3

2

++

+= tambin se escribe

convenientemente como t

( )

( ) 3

2

/

/ln

ABAA

ABAA

av

AB

BA

AA

xNNN

xNNN

M

p

z

D

NN

NN

++

+=

en donde ; / M son la densidad de la solucin / el peso

molecular respectivamente# 'omo en el caso de los -ases debe

establecerse el valor de ,)8(,),>* para las circunstancias



10/43


prevalecientes# Para los casos %ue aparecen ms frecuentemente se

tiene como para los -ases.

?# Difusin en estado estacionario de ) a trav0s del no difundente >#

,)Bconstante ,>BE /

( )

( )32

32

23

/ln BB

BBBM

AA

avBM

ABA

xx

xxxdondeen

xxM

p

zx

DN

=

=

@# 'ontra difusin e%uimolal en estado estacionario ,)B$

,>Bconstante#

( ) ( )2323 AAav

ABAA

ABA xx

M

p

z

DcC

z

DN

==

Eje!"#$ 'alcular la rapide& de difusin del cido ac0tico ()* a trav0s

de una pel"cula de a-ua no difusiva de ? mm de espesor a ?F '

cuando las concentraciones en los lados opuestos de la pel"cula son

respectivamente# H / J en peso de cido# 1a difusividad del cido

ac0tico en la solucin es E#HKL(?E$H* m@8s#

SOLUCIN$ 9e aplica la ecuacin (@#?*# &BE#EE? m M)BNE#E M>B

?#E@# ) ?F '# la densidad de la solucin al HJ es ?E?@ =-8m# Por lo

tanto

3

3

/4*5232*36

3032/23*36

0520*0

3

6432*00377*03

0277*00520*0

0035*0

02*37/63*00*80/06*0

0*80/06*0

mkmolM

pkmolkgM

aguademolfraccinx

actico!cidodemolfraccinx

B

A

====

==

==+

=



11/43


!n la misma forma la densidad de la solucin al J es ? EE#@

=-8m )@BE#EEH@ >@BE#HHE MB?#E / ;8M B K#K#

( ) 670*0

6432*0/6607*0ln

6432*06607*0/8*5

2

5*594*52 =

==+

=

BM

av

xmkmolM

p

!cuacin.

( ) ( ) smkmolx

xNA */30037*30062*00277*08*5

670*0003*0

3065*0 286

==

2.%DIFUSIVIDAD DE LQUIDOS

1as dimensiones para la difusiv"dad en l"%uidos son las mismas

%ue para la difusividad de -ases2 lon-itud@8tiempo# 9in embar-o

diferencia del caso de los -ases la difusividad var"a apreciablemente

con la concentracin# !n la tabla# se listan unos cuantos datos t"picos2

se pueden encontrar listados ms completos#

'omo no existe una teor"a vlida completa sobre la estructura

de los l"%uidos en ausencia de datos no pueden +acerse clculos

exactos de la difusividad los cuales si eran posibles respecto a los

-ases#

Para soluciones diluidas de no electrolitos se recomienda la

correlacin emp"rica de Qil=e / '+an- R@@S#

( )( )8*0

5*0370 30*334

A

BAB

"MxD

=

en donde.



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0

ABD B difusividad de ) en una solucin diluida en el solvente

> m@8s

M> B peso molecular del solvente =-8mol

C B temperatura T

B viscosidad de la solucin =-8m#s

v) B volumen molar del soluto en el punto de ebullicin

normal m8=mol

B E#EFKN para a-ua como soluto i

B factor de asociacin para el disolvente

B @#@N para el a-ua como disolvente

B ?#H para el metanol como disolvente

B ?#K para el etanol como disolvente

B $?#E para disolventes no asociados como benceno /

0ter et"lico#

T&'"& N( 1

D)*+,)-)&e, e "/0+)#,S#"+# D),#"-ee Te!e C C#4. De" D)*+,)-)&



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,#"+#5#"63

26, 7 19

'l@U'l

,U

'O@

,a'l

MetanolVcido

ac0tico

!tanol

n$>utanol'o@

'loro formo

)-ua)-ua

)-ua

)-ua

)-ua

)-ua)-ua

)-ua

)-ua!tanol!tanol

?NE

?E

?NK

?K?E@E?

?K?@#K

?#E?E

?N?K?F@E

E#?@H

@H@#KE#K#K?#EEE

E#EKE#@?#E#E

K#E

?#EE#E??#E

#FKE#EK@#EEE

@#E

?#@N@#F

?##@#K@#?#@?#FF?#N?#FF?#@N?#@??#@?#N

?#K?#@E#@E#H?E#HNE#KEE#E#HEE#FF#@?#@K

Por ejemplo D para 'l@ en a-ua es ?#@N (?E$H* m@8s [1]

2.: DIFUSIN DE ESTADO INESTA;LE Y REACCIN EN UN

MEDIO SEMIINFINITO

9e considera un caso en el %ue ) diluido se absorbe en la

supercie de un slido o una fase diluida estacionaria en la %ue se

verica una difusin de estado inestable / una reaccin %u"mica#

1a fase slida o 7uida > se considera como semiinnita# !n la

supercie donde & es O la concentracin c) es constante e i-ual

a c)E# !l soluto ) diluido reacciona con un mecanismo de prime

orden



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) > '

/ la velocidad de -eneracin es A+Wc)# !l dia-rama de la tambi0n

es representativo de esta situacin# Xsando la !cuacin pero

sustitu/endo la velocidad de acumulacin por (c)8t*(&*(l*

( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) :3;333


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2.6 ACIDO ASCORBICO

!l cido ascrbico o [itamina ' es una vitamina +idrosoluble

emparentada %u"micamente con la -lucosa %ue solamente es una

vitamina para el +ombre los primates superiores el coba/a al-unos

murci0la-os fru-"voros / al-unas aves# 1a inmensa ma/or"a de los

animales incluidos los de -ranja pueden sinteti&arla por lo %ue no la

acumulan en su or-anismo (ni eventualmente la se-re-an en la

lec+e*# !sto tiene como consecuencia %ue los alimentos animales sean

-eneralmente pobres en esta vitamina# !l cido ascrbico tiene una

estructura de lactosa# 1a acide& no se debe a un -rupo carbox"lico sino

a la posibilidad de %ue se ionice el +idroxilo situado sobre el carbono

formando un anin %ue %ueda estabili&ado por resonancia# 9u pT es de

E# !ventualmente puede incluso disociarse el +idroxilo situado en el

carbono @ formando un di anin aun%ue su pT es muc+o ms alto(??* debido a %ue no est estabili&ado por resonancia como el del

carbono #

El nombre del .cido arcorbico 5-((s)-1,2-dihidroxietil)-3,4-dihidroxifuran-2(5H)-ona

CARACTERSTICAS

!l )) ('NUON* tiene un peso molecular de ?FN? Da es

+idrosoluble / posee propiedades cidas / fuertemente

reductoras# Cales propiedades se deben a su estructura enediol /

a la posibilidad de ioni&ar el +idroxilo situado sobre el carbono

formando un anin %ue %ueda estabili&ado por resonancia#

!ventualmente puede disociarse el +idroxilo del carbono @

formando un dianin aun%ue no ad%uiere la misma estabilidad

%ue la del carbono # 1a forma natural de la vitamina es el



16/43


ismero 1 %ue posee propiedades nutricionales2 el ismero ptico

del carbono D$ tiene alrededor de ?EJ de la actividad del

ismero 1$ pero sin nes vitam"nicos (


17/43




18/43




19/43


& 3. e,0+e& e "&, -/&, e e=>&&4)? #7)&)-&e" @4)# &,4?>')4#. &&$ @4)# &,4?>')4#B &$

##&)? &,4#>'B &$ >&)4&" &)? &,4#>'&&$ @4)# e)>#&,4?>')4#B 4=$ @4)# 2B3

)4e#=+"?)4#B e$ e&"e,B &2 4e#$4e#&+?e>#B & 4e#$ &)? 4e#.#'e4)? e" @4)# &,4#>')4#

ESQUEMA DE LA ;IOSNTESIS DE GCIDO ASCR;ICO

!l cido ascrbico se encuentra en plantas animales / or-anismos

unicelulares# Codos los animales vivos lo necesitan / si no lo sinteti&an

deben tomarlo con los alimentos para no morir por escorbutodebido a

su carencia# 1os reptiles / las rdenes ms anti-uas de aves sinteti&an

el cido ascrbico en los ri3ones# 1as rdenes recientes de aves / la

ma/or parte de mam"feros sinteti&an el cido ascrbico en el +"-ado

donde la en&ima1$-ulonolactona oxidasa convierte la-lucosaen cido

ascrbico# 1os +umanos al-unos otros primates / los conejillos de

indias no son capaces de sinteti&ar la 1$-ulonolactona oxidasa debido a

un defecto -en0tico / son por tanto incapaces de fabricar cido

ascrbico en el +"-ado# !sta mutacin -en0tica ocurri +ace

aproximadamente N millones de a3os / tendr"a consecuencias letales

para los primates si no fueran animales arbreos %ue viven en un

ambiente tropical donde muc+os productos alimenticios contienen

http://www.acidoascorbico.com/escorbutohttp://www.acidoascorbico.com/escorbutohttp://www.muydelgada.com/wiki/H%C3%ADgado/http://www.muydelgada.com/wiki/Enzimas/http://www.muydelgada.com/wiki/Glucosa/http://www.acidoascorbico.com/escorbutohttp://www.muydelgada.com/wiki/H%C3%ADgado/http://www.muydelgada.com/wiki/Enzimas/http://www.muydelgada.com/wiki/Glucosa/


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cido ascrbico# )un%ue el cido ascrbico sea un nutriente

esencialen los alimentos para el ser +umano (por lo %ue es

llamado vitamina '* en realidad es un metabolito natural del +"-ado

en la ma/or"a de los animales#

-'$ as-2r3'-

http://www.muydelgada.com/wiki/Nutrientes_esenciales/http://www.muydelgada.com/wiki/Nutrientes_esenciales/http://www.acidoascorbico.com/vitamina_chttp://www.muydelgada.com/wiki/Nutrientes_esenciales/http://www.muydelgada.com/wiki/Nutrientes_esenciales/http://www.acidoascorbico.com/vitamina_c


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[[Archivo: |220x!!

"cido asc$r%ico

N%3re 4IUPAC5 s'ste%*t'-

5-((s)-1,2-dihidroxietil)-3,4-dihidroxifuran-2(5H)-ona

General

Otrs n%3res &ita'ina

F2r%ula %le-ular H*+

I$ent'6'-a$res

N/%er CAS 50-*1-1

Pr7'e$a$es 68s'-as

Esta$ $e agrega-'2n s$lido

A7ar'en-'a olvo %lanco

Dens'$a$ 150 ./'315/c' 3

Masa %lar 112 /'ol

Punt $e 6us'2n 43 (10 )

Pr7'e$a$es 9u8%'-as

Slu3'l'$a$en agua 33 /100 '

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:L-Ascorbic_acid.svg?uselang=eshttp://es.wikipedia.org/wiki/Uni%C3%B3n_Internacional_de_Qu%C3%ADmica_Pura_y_Aplicadahttp://es.wikipedia.org/wiki/Vitamina_Chttp://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3rmula_molecularhttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_CAShttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_asc%C3%B3rbico#cite_note-0http://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cent%C3%ADmetro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cent%C3%ADmetro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Molhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_fusi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Solubilidadhttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:L-Ascorbic_acid.svg?uselang=eshttp://es.wikipedia.org/wiki/Uni%C3%B3n_Internacional_de_Qu%C3%ADmica_Pura_y_Aplicadahttp://es.wikipedia.org/wiki/Vitamina_Chttp://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3rmula_molecularhttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_CAShttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_asc%C3%B3rbico#cite_note-0http://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cent%C3%ADmetro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Molhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_fusi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Solubilidad


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&alores en el67 8 en condiciones nor'ales

(0 8 1at'), salvo 9ue se indi9ue lo contrario

COMPOSICIN:

'ada comprimido masticable contiene. [itamina ' ()cido )scrbico*

KEE m-# !xcipientes c#s#

COMPOSICION: %na "AB&'"A efervescente contiene( ) * g de

vitamina C+ %na "AB&'"A masticable contiene( ,-- mg de vitamina C+

III. PARTE EHPERIMENTAL

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Grado_Celsiushttp://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sfera_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Grado_Celsiushttp://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sfera_(unidad)


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3.1. DESCRIPCIN DEL EQUIPO

' !l !%uipo consta de una cubeta de vidrio de forma

rectan-ular de las si-uientes dimensiones

3.2. MATERIALES Y REACTIVOS

3.2.1. MATERIALES

>na cubeta de !idrio

Xn cronmetro


H=10cm

A=28cm

B=28.5cm.

Espesor=0.5mm


24/43


Papel milimetrado

Pipeta de KE ml#

%na probeta de ,-- m&

.asos de precipitacin de *,-/ ),-/ ,-- m&



25/43


>alan&a

Cermmetro



26/43


Pe+ac+"metro

3.2.1.REACTIVOS:

?cido arcorbico en pastillas (itamina C)

3.3. PROCEDIMIENTO EHPERIMENTAL

9e coloc el papel milimetrado en la cuba de vidrio para la

medida correspondiente#



27/43


9e lleno de a-ua la cubeta con un volumen de @EEE m1#

$e preparo tanto el reacti!o como el cronmetro para la primera corrida*

$e coloc el reacti!o en la parte inicial de la cubeta (en la pared de la

cubeta) e instant.neamente se empez a controlar el tiempo*

9e tom una muestra en el medio de la cubeta con una

pipeta(@E ml* donde lle- la coloracin del reactivo en este

caso de color anaranjado debido a la difusin del reactivo#

$e tom la se&unda muestra al final de la cubeta(30 ml) donde lle& la

coloracin del reacti!o debido a la difusin total*

http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://casioargentina.homestead.com/files/Deportes/cronometros/HS_6.jpg&imgrefurl=http://casioargentina.homestead.com/cronometros.html&h=275&w=200&sz=15&tbnid=N0F1VaUPr0EJ:&tbnh=108&tbnw=79&start=11&prev=/images?q=cronometros&hl=es&lr=http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.bricotodo.com/despiece1.gif&imgrefurl=http://www.bricotodo.com/despiece.htm&h=311&w=598&sz=7&tbnid=MWt_wZPy0t8J:&tbnh=69&tbnw=132&start=7&prev=/images?q=papel+milimetrado&hl=es&lr=


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9e tom el pU para cada caso#

9e tom la temperatura en ambas muestras

9e reali&a lo mismo para los seis cada corridas

correspondientes#



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IV. CLCULOS

1) Determinacin de cido ascrbico en Tabetas de Vitamina C:

&a reaccin de disociacin 0nicial en agua se produce de la siguiente manera(

1 Debido a 2ue es un acido polifuncional 3a 2ue es monoprtico(

C45,6C77584 59 9 C:5,7*6C7758*

1 #); #*

#a; #)+#*;[ ]

[ ]5

458

)(C7755C

75C5

;6


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C ; m.

[ ]05

)(C7755C ; *4


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$) Dia%rama de &enmeno:

.* .)

H*; -+* H );-+) -

't1 't"

() Datos *+erimentaes:

T$(L$ ,1:

n e P-nto 1: n e P-nto ":p5); ,+? p5 *; :+*)

H); -+-: H *; -+-=

.) ; -+--, & . *; -+--, &

It); )* seg It *; )*seg

");)?+, JC " *;)?+= JC

n e P-nto : n e P-nto /:p5); :+): p5 *; :+))

H); -+-)* H *; -+)


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/) C#c-o de coe3iciente de Di3-si4idad +ara e #cido ascrbico en

$%-a 5D$():

1 Eara lK2uidos podemos utilizar la ec+ De Lilke1Cang(

/3

32

*

*3068*6

AB

AB.

"xD

= 6:+)8

8*0

5*032

*

*)**(309*4

AB

BAB

.

"MxD

= 6:+*8

Donde(

DAB; Coeficiente de Difusividad 6m*s8

" ; temperatura 6#8

B ; viscosidad del Solvente 6cp8

; par!metro de asociacin del agua ; *+


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De tablas(

() &iscosidad(c)

2*,15 1,1111

20, B21,15 1,055

0nterpolando el valor de la viscosidad ser!(

B ; )+-,:* cp

1 C!lculo del volumen molar al punto de 'bullicin para el Ac+ ascorbico

6C


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e-perimento @ (m) "iempo (s) Difusi!idad(m2/se&)

E#?@ @ 223096*4 x ?#NK

E#?N K

223096*4

x

NK#EHK E#@ KH 223096*4 x KEF#F@N E#@ F 223096*4 x K#E

) C#c-o de a concentracin terica mediante e modeo de Per3i

de concentraciones +ara -n medio di3-si4o semi6in3inito:

( )erfCC

CC

AA

AA

=

30 6


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para la determinacin de la masa difundida por !rea de

transferencia en un periodo de tiempo+

se deber! tomar en cuenta la siguiente ecuacin(

SM = 2.As. 3938*)/*tDAB 0AC - 00AC )

(7.1)

1 'n el punto )(

Se reemplaza los valores en la ecuacin 6?+)8 entonces obtendremos(

'l valor del !rea es As ; 0,00110 cm*

SM = 2,*;-10

1 'n el punto *(

Se reemplaza los valores en la ecuacin 6?+)8 entonces obtendremos(

'l valor del !rea es As ; 0,00110 cm*

SM = 2,3;-10

V. DISCUSION DE RESULTADOS

De los resultados de masa difundida por rea de

transferencia en un periodo de tiempo para el punto ? es

ma/or %ue para el punto @#



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De los resultados obtenidos experimentalmente / los

calculados para la concentracin del )c# ascrbico en los N

puntos de evaluacin del medio se +a observado para el

caso experimental de la -radiente de concentracin %ue

esta se da del modo si-uiente.

[ ]05

)(C7755C Y [ ]35 )(C7755C Y [ ]25 )(C7755C

1as mismas %ue dependen del pU re-istrado si anali&amos

los t0rminos de la ec# (N#@* asi-nndole distintos valores

podemos lle-ar a las si-uientes conclusiones.

?# ) ma/or distancia de recorrido (\]*. ma/or es la

concentracin en ese punto (')*#

@# ) ma/or tiempo de Difusin (\t*. menor es la

concentracin en ese punto (')*#

Por lo tanto se predice %ue para un medio 9emi$innito la

Gradiente de 'oncentracin es favorecida cuando menor es

la distancia (]* / cuando ma/or es el tiempo transcurrido

(t* correspondientes a la concentracin (')* evaluada en

ese punto#

Por lo tanto al +acer el anlisis para cada punto se

conclu/e en %ue el comportamiento predecido se da para

el anlisis terico (')?^ ')@ Debido a %ue. ))248(3( erf ^

))96(3( erf * mas no para el anlisis experimental /a %ue

[ ]35

)(C7755C Y [ ]25 )(C7755C 2 la explicacin de esto

radica principalmente a %ue la distancia de la toma de



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muestra ]? / ]@ era relativamente -rande comparados con

los limites del sistema adems el tiempo re-istrado era

relativamente corto /a %ue se produjo una rpida difusin

en el medio# Para %ue se produjese el comportamiento

predecido tericamente se necesitar"a de un sistema

muc+o ms -rande para %ue se pudiese controlar un ma/or

tiempo de modo %ue el soluto se difunda indenidamente

sin l"mites ni retorno cosa %ue no se dio en la cuba de

trabajo#



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CONCLUSIONES

$e&n el objeti!o planteado se determino en forma e-perimental ue los !alores

para la masa difundida por .rea de transferencia en un periodo de tiempo para el

punto 3 es SM = 2,*;-10 B para el punto 2 es SM = 2,3;-10

SegNn los obOetivos planteados al inicio de la practica se a obtenido los

siguientes datos(

Taba: Datos *+erimentaes

En el Punto 0: En el Punto 1: En el Punto 2:

[ 5 )(C77575C MCA 22*00 =

83042*25 x M 9302*)8 x M

H6m8 H-; - H); -+-: H *; -+-=

t6seg8 - = *-

- *?< 4:@DAB6m

*seg8 223096*4 x 223096*4 x 223096*4 x

7COMND$CIONS



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Como 3a se diOo en la discusin de resultados para esta parte

recomendamos un sistema de trabaOo muco ma3or para el caso de ac+

ascorbico 3a 2ue con una masa de las proporciones descritas se produce

la difusin de manera mu3 r!pida/ o bien tambin se podrKa trabaOar con

una masa muco mas pe2uePa/ de modo 2ue los gradientes de

concentracin se agan mas notorios/ 3 pueda interpretarse meOor la

difusin+

(I(LIO87$&9$



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[1] ROBERT E. TREYBAL OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE

MASA, Segunda Edii!n, Edi"#$ia% M &$', (ag. )* a% +1.

[)] CRISTIE &EAN-OPLIS PROCESOS DE TRANSPORTE YOPERACIONES NITARIAS, /egunda edii!n, #0(a2a edi"#$ia%

C#n"inen"a%, S.A. C.3. 45i#, (ag *67 8 *69

[*] REYMON CANS, :;MICA &ENERAL, ua$"a edii!n, edi"#$ia%

M &$a' i%%,

[+] -ARLE-AR PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR "e$e$a

edii!n, edi"#$ia% M &$a' i%%

[?] E'uadernode C%a/e/ de P$#e/#/ de T$an/@e$enia de Ma/a.

(N*+ttp.88es#Zi=ipedia#or-8Zi=i8J'J?cido_cJ'J)Dtrico

(7)+ttp.88ZZZ#farmaciasa+umada#cl8stores8fasa8+tml8M


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ANEHO

difusión molecular en un medio semi-infinito

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