lab.difusión molecular en una película porosa en líquidos para los sistemas koh-agua

7/21/2019 Lab.difusión Molecular en Una Película Porosa en Líquidos Para Los Sistemas KOH-Agua

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Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa

RESUMEN

El objetivo fundamental del presente informe es predecir e interpretar con datos

experimentales el Fenómeno de Difusión Molecular en líquidos para los sistemas

Hidróxido de Potasio-Aua! "cido a trav#s de una Película Porosa $una piedra póme% & la

otra en una esponja' en Estado Estacionario! el cual se reali%o en el laboratorio de

operaciones de procesos unitarios(

El m#todo utili%ado en dic)o laboratorio es el experimental! &a que se procedió a

reali%ar las corridas & tomar datos cada cierto intervalo de tiempo de las sustancias que se

difunden en el aua! lueo se procedió a reali%ar los c*lculos propiamente mencionados en

los objetivos( Para tal fin es necesario conocer los principios b*sicos de difusión

molecular! así como un m#todo para la determinación de las concentraciones del *cido

clor)ídrico & del )idróxido de potasio! en nuestro caso se utili%o el m#todo de titulación+

con el cual se pudo determinar el perfil de concentraciones & el flujo difusivo para cadacaso respectivamente(

,on el presente trabajo de )ec)o en el laboratorio se asimilo mejor el concepto de

difusión molecular en una película aseosa! de a)í la importancia que tiene la difusión en

los distintos procesos & operaciones industriales

Transferencia de Masa




INDICE

Contenido Pág..E/0ME1 21D3,E 4H56A DE 15ME1,7A80.A 9318.5D0,,3:1 ;5<6E83=5/ > ?( 5bjetivo @eneral > ( 5bjetivo Específico >MA.,5 8E:.3,5

?( 8ransferencia de masa ( 7e& de ficB para la difusión molecularC 4( Difusión en sólidos porosos en los que afecta la estructuraC ?

9( Ejemplo de difusion en un medio poroso ?PA.8E EPE.3ME18A7 ?;

?( Materiales & equipos ?;( .eactivos ?;4( Procedimiento experimental ?>

,"7,075/ G .E/078AD5/ D3/,0/3:1 DE .E/078AD5/ ,51,70/351E/ .E,5ME1DA,351E/ <3<[email protected] 4?

HOJA DE NOTACIÓN

n: 1umero de especies presentes en la me%cla(

V i : =elocidad absoluta de la especie i con relación a ejes estacionarios de coordenadas(

C: ,oncentración total de A & < en I( $A J <' Km4

XA: Fracción mol de A en la me%cla de A& <(

Transferencia de Masa 4




ε: Fracción de espacios varios(

DAB: Difusividad del componente A en el componente <(

τ: Factor de corrección de la tra&ectoria mas lara de $L L?'(

De: Difusividad efectiva! mKs

H: ,onstante de Henr&(

CA: ,oncentración del soluto A(

CA!: ,oncentración del soluto A inicial(

C": ,onstante(

C#: ,onstante(

$: Espesor en medio poroso(

JA: Flujo molar difusible de la especie A(%&A' iC Flujo difusivo en la dirección i(

INTRODUCCIÓN





7a difusión es la tendencia natural de las mol#culas a moverse desde %onas de alta

concentración )acia %onas de baja concentración( ,uando se retira la barrera entre dossustancias! las mol#culas se redistribu&en $o difunden' por todo el recipiente! al final la

me%cla alcan%a un estado de equilibrio! en que las mol#culas de ambas sustancias est*n

me%cladas uniformemente( Por ello! las mol#culas con ma&or masa se difunden m*s

lentamente( 8ambi#n la difusión es un proceso molecular que depende exclusivamente de

los movimientos aleatorios de cada mol#cula(

7a difusión de A en un sistema A & <! tiene luar debido a la existencia de una

radiente de concentración de A( Este fenómeno se denomina a veces difusión ordinaria para distinuirla de la difusión de presión! de la difusión t#rmica & de la difusión for%ada(

En la transferencia microscópica de masa! independiente de cualquier convección

que se lleve acabo dentro del sistema! se define con el nombre de difusión molecular(

7a difusión molecular depende de una radiente de concentración! donde existieran

mol#culas de soluto de uno de los elementos de volumen que el otro! resultando así una

transferencia neta de una concentración ma&or a una menor & el flujo de cada una de las

especies moleculares ocurre en la dirección del radiente neativo de concentración(7a le& de FicB de la Difusión establece una relación con la difusión binaria

Transferencia de Masa ;




OBJETI(OS

#. OBJETI(O )ENERA$:

Predecir e interpretar con datos experimentales el Fenómeno de Difusión

Molecular en una película porosa en líquidos para los sistemas Hidróxido de Potasio-

Aua! a trav#s de una Película Porosa $una piedra póme% & la otra en una esponja' en

Estado Estacionario

". OBJETI(O ESPEC*+ICOS:

Determinar el perfil de concentraciones para cada sistema(

Determinar el flujo molar difusivo para cada sistema(

@raficar el perfil de concentraciones en estado estacionario para cada sistema(

Determinar las concentraciones & el flujo molar difusivo del I5H en aua en

intervalos de tiempo para cada sistema(

MARCO TEÓRICO

#. TRANS+ERENCIA DE MASA:

7a transferencia de masa! estudia el movimiento de las mol#culas entre fase &

fase por medio de mecanismos de difusión! convección & condiciones que les

favorece(

7a transferencia de masa es la transferencia de un constitu&ente de una reión

de alta concentración ajena de baja concentración(N?O

?(? Me,-ni/o:

Transferencia de Masa >




En el caso de un fluido en reposo o flu&endo laminarmente en dirección

perpendicular a la radiente de concentración! la transformación se desarrolla

nicamente como consecuencia del movimiento al a%ar de las mol#culas de la

me%cla( NO

#." Con,ent0-,i1n tot-2 de /-- o denid-d:

Es la concentración total de la me%cla contenida en la unidad de volumen( N4O

( )??

−−−−−−−−−−−−−= ∑=

n

i

i

?(4 +0-,,i1n de /-- %&A':

Es la concentración de la especie A! dividida entre la densidad total de la masa(

N4O

( )

?

−−−−−−−−−==

∑=

A

n

i

i

A

AW

la suma de las fracciones de ma%a! deben ser unoC

( )4??

−−−−−−−−−−−−−−=∑=

n

i

iW

?(9 Con,ent0-,i1n /o2-0 de 2- e3e,ie A %CA':/e define como el nmero de moles de A! presentes por unidad de volumen de

la me%cla( Por definición! un mol de cualquier especie contiene una masa

equivalente a su peso molecular( 7os t#rminos de la concentración de masa & de

la concentración molar est*n relacionados por medio de la siuiente expresiónCN4O

( )9−−−−−−−−−−−−= A

A A

M C

#.4 Con,ent0-,i1n /o2-0 tot-2 %C':

Es el nmero total de moles de la me%cla! contenidos en la unidad de volumen!

esta esC N9O

( );?

−−−−−−−−−−−−= ∑=

n

i

iC C

?(> +0-,,i1n /o2-0 %XA':





7a fracción molar correspondiente alas me%clas de líquidos o sólidos! A! son

las concentraciones molares de la especie A divididas entre la concentración

molar total( N9O

( ) ( )>−−−−−−−−−−= sólidos ylíquidosC

C X A

A

7a suma de las fracciones molares debe ser iual a uno! por definiciónC

( )??

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−=∑=

n

i

i X

#.5 (e2o,id-de:

Es un sistema de componentes mltiples! las diferentes especies se mover*n demanera normal a diferentes velocidades( N9O

#.5.# (e2o,id-d 30o/edio o /edi- de 2- /--:

/e define en función de las densidades & velocidades de la masa! de todas

las componentes( N4O

( )?

?

? −−−−−−−−−−−== ∑

∑

∑

=

=

=n

i

ii

n

i

i

n

i

iiV

V

V

#.5." (e2o,id-d /o2-0 /edi- o 30o/edio:

/e define en función de las concentraciones molares de todos los

componentes! por medio de la expresión( N4O

( )?

?

? −−−−−−−−−−−== ∑∑

∑

=

=

=n

i

ii

n

i

i

n

i

ii

C

V C

C

V C

V

". $E6 DE +IC7 PARA $A DI+USIÓN MO$ECU$AR:

7a difusión molecular $o el transporte molecular' puede definirse como la

transferencia $o el movimiento' de mol#culas individuales a trav#s de un fluido por

medio de los movimientos individuales & desordenados de las mol#culas(

Podemos imainar a las mol#culas despla%*ndose en líneas rectas & cambiando sudirección al rebotar con otras mol#culas despu#s de c)ocar con ellas( Puesto que las





mol#culas se despla%an en tra&ectorias desordenadas! a la difusión molecular a veces

se le llama tambi#n proceso de camino desordenado(

En la Fi($?'( /e muestra esquem*ticamente el proceso de difusión molecular( /e

ilustra la tra&ectoria desordenada que la mol#cula A puede seuir al difundirse del

punto $?' al $' a trav#s de las mol#culas de <(

/i )a& un nmero ma&or de mol#culas de A cerca del punto $?' con respecto

al punto $'( Entonces! & puesto que las mol#culas se difunden de manera

desordenada en ambas direcciones! )abr* m*s mol#culas de A difundi#ndose de $?' a

$' que de $' a $?'( 7a difusión neta de A va de una reión de alta concentración a

una de baja concentración( NO

+ig. # Di-g0-/- e89e/áti,o de2 30o,eo de di9i1n /o2e,92-0

7a ecuación eneral de la le& de FicB puede escribirse como siue para una me%cla

de A & <(

'?E(($((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((dZ

dX DC J

A

AB AZ −=∗

/i , es constante entonces! puesto que(

C A A CX C =

'??($(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((('$ A A A DC CX d Cd ==

/ustitu&endo esta relación en la relación $?' para una concentración total constante(





'?(($((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((dZ

dC D J

A

AB AZ −=∗

Esta ecuación es la de uso mas comn es muc)os procesos de difusión molecular(

. DI+USIÓN EN SÓ$IDOS POROSOS EN $OS ;UE A+ECTA $A

ESTRUCTURA:

+ig. " Po0o de2 /edio en e2 89e tiene 29g-0 2- di9i1n

Este tipo de difusión en sólidos no depende de la estructura real del sólido( 7a

difusión se verifica cuando el fluido o soluto que se difunde se disuelve en el sólido

para formar una solución m*s o menos )omo#nea( N;O

.#. Di9i1n de 2<89ido en 12ido 3o0oo:

7a difusión de líquidos en sólidos porosos se uso la le& de ficB considerando

al sólido como un material de tipo )omo#neo & usando una difusividadexperimental DA<( En este trabajo nos interesan los sólidos porosos que

tienen canales o espacios vacíos interconectados en el sólido! los cuales

afectan a la difusión( NO

En el caso de que los espacios Est#n totalmente llenos de aua liquida! la

concentración de sal en aua en el limite ? es , A? & en el punto es ,A ( Al

difundirse en el aua por los volmenes vacíos! la sal toma una tra&ectoria

sinuosa desconocida que es ma&or que $L L?' por un factor r! llamado

Transferencia de Masa ?

Poros

,oncentración,A

/ólido




sinuosidad( $En el sólido inerte no )a& difusión'( Para la difusión de estado

estable de la sal de una solución diluida( NO

( )( )

( )?4?

? −−−−−−−−−−−−−

−=

Z Z T

C C D N

A A AB E

A

Para sólidos de tipo inerte! r puede variar desde ?(; )asta ;( En muc)os casos

resulta conveniente combinar los terminas en una expresión de difusividad

efectiva( NO

( )?9K −−−−−−−−−−−−−−= sm Dt

E D AB Aef

+I). E89e/- de 9n 12ido 3o0oo t<3i,o

=. EJEMP$O DE DI+USION EN UN MEDIO POROSO:

/i se tienen un recipiente con dos soluciones separadas por un medio poroso que

est*n perfectamente aitados tal como se muestra en la siuiente fiura(

Transferencia de Masa ??




Entonces se produceC

Inte030et-,i1n de2 en1/enoC

• El fenómeno ocurre en estado estacionario(

• 7as soluciones est*n perfectamente aitadas por lo tanto es una solución

)omo#nea(

• 7a difusión debe ocurrir en soluciones diluidas(

• 7a concentración de las soluciones ? & es )omo#nea(

• 7a película est* formada por un medio poroso a trav#s de la cual se difunde el

soluto A( El medio físico del material poroso incrementa la resistencia al paso del


LQ LQ7

/olución?

3nterfase

/olución

,A

PelículaMedio poroso

,A7

RL

$6A'

LJRL

/olución?

3nterfase

/olución

,A

PelículaMedio poroso

Def(

,A7

$6A'

L

Def S D

?




soluto A( a trav#s de la solución ( ambos efectos de resistencia se determinar*n

como difusividad efectiva que depende de la superficie real expuesta a la

transferencia de masa( N?O

B-2-n,e de /-te0i-

$ ' $ ' ((((((((((($?' A

A Z A Z AZ

A S A

dC W W

dz

W A J

+− =

=

.eemp( $?'

$A/6A'L-$A/6A'LJAL Q

Dividiendo por S Z A ∆

$ ' $ ' ES A Z S A Z Z

S Z S Z

A J A J

A A+∆= − =

∆ ∆

Aplicando límitesC

E

$ ' $ 'lim E Z Z A Z

z Z

J J +∆

∆ →

∆ −=

∆

Derivada

AdJ

dZ

−= TTTTT$'

7e& de FicB para )allar el perfil de ,oncentracionesC

Aplicando la le& de FicB

CA A

d J D

dZ = −

Para un medio poroso

CA A

d J Def

dZ = −

En $'

-

-

E

E

CA A

A

d dJ d Def

dZ dz dZ

d C Def

dZ

− − = − =

=

3nterandoC

? - AC C Z C = + TTTTTT$4'

Evaluando las condiciones de fronteraC

Para L Q + ,A Q ,A

Transferencia de Masa ?4




Para L Q 7 + ,A Q ,A7

Ree/32->-ndo en 2- e,. %':

,uando L Q

, Q ,A

,uando L Q 7

L

C C C A AL '$

?

−=

.eempla%ando en $4'C

'$

A A AL

A C

L

Z C C C +

−=

L

Z C C C C A AL

A A

'$

−−= Perfil de concentraciones(

,alculo de 6AC

dZ

dC Def J A

A −=

.eempla%ando valores & derivandoC

L

C C Def J AL A

A

'$ −=

PARTE EXPERIMENTA$

#' MATERIA$ES 6 E;UIPOS:

Transferencia de Masa ?9




-' P-0- 2- ,ont09,,i1n de2 Mod92o:

8rabajamos con dos módulos para distintos tipos de medio poroso! uno fue

facilitado por el 3neniero del curso & el otro se procedió a construirC

recipientes de iual tamaUo.

? Película porosa $puede ser esponja! piedra pomes o cualquier otro material

suficientemente poroso para difundir líquidos'

,inta ad)esiva(

8ijeras(

?' P-0- 2- dete0/in-,i1n de Con,ent0-,ione @ Tie/3o:

equipos de titulaciónC buretas de ; ml(

soportes universales(

llaves de soporte(

fiolas de ?7

9 vasos de precipitación de ; ml(

? pipeta de ; ml(

? pipeta de ? ml(? frasco lavador

? cronometro

? varilla(

"' REACTI(OS:

H,l concentrado $4>V! W Q ?(? Kml('

I5H XP

,H4,55H XP $W Q ?(; Kml('3ndicador Fenoftaleína

Aua Destilada

' PROCEDIMIENTO:

-' Cont09,,i1n de2 Mod92o !#

P-o #: iniciamos la construcción de un cuba de vidrio de (cm de laro!

con ? cm( de espesor & ?9( cm( de altura(

Transferencia de Masa ?;




P-o ": /ellamos bien las intersecciones para evitar las posibles fuas de

liquido

P-o : ,olocamos una porción de piedra póme%! en la parte media la cuba

considerando que esta debe ajustarse perfectamente al espesar & a la altura

de la misma( Esta ser* la membrana a utili%ar la cual tiene un espesor de

TTcm(

P-o =C /e fija las intersecciones de la piedra póme% & la cuba de vidrio(

?' Cont09,,i1n de2 Mod92o !"

P-o #: iniciamos la construcción de una estructura de pl*stico! utili%ando

botellas de dic)o material(

P-o ": ,ortamos las botellas en la parte media ! utili%ando la parte inferior!

unimos dic)as partes en forma )ori%ontal consinando en la parte media

una esponja de T((cm(

P-o : /ellamos la unión de ambas botellas & la esponja! para así evitar

cualquier posible fua de líquidos(

P-o =C .eali%amos un corte rectanular de ? x ; cm( en ambos lados de la

estructura! cercana a la membrana la cual a&udara obtener las respectivas

alícuotas(

,' P0e3-0-,i1n de Re-,tio:

HC2 %!.# M' Medir un volumen de (; ml de H,l concentrado $4>V! WQ

?(? Kml(' & aforar a ? litro en la fiola aitando bien(

N-OH %!.# M' Pesar 9 ramos de 1a5H XP an)idro & diluir aforando a ?

7 con aua destilada a ;Y, de temperatura(

Indi,-do0 +enot-2e<n-+ Disolver el indicador Fenoftaleína en una solución

que consiste en ml( de Etanol & ml( De aua destilada o

demoni%ada(

/e debe tener muc)o cuidado en la manipulación de reactivos concentrados &a

que en este estado pueden ser mu& corrosivos como el H,l (

d' Co00id- E3e0i/ent-2e:

Transferencia de Masa ?>




d.#' Di9i1n de 7OH en 2- C9?- de (id0io

• P-o #: 3nresar un volumen de ?ml de aua en una de las

c*maras de la cuba de vidrio ! en la otra c*mara inresamos ? ml

de I$5H' con una concentración inicial de (49 molKl(

• P-o": Ga que consideramos que el I$5H' es una solución

incolora ! le areamos unas otas del indicador fenoftaleina la cual

le da una coloración violeta !que nos servir* para la posterior

titilación(

• P-o: 8ranscurridos los ;primeros minutos tomamos la primera

muestra usando la pipeta para extraer una alícuota de ;ml de la

solución que corresponde a la c*mara donde se encuentra el aua(

• P-o=: procedemos a titular la muestra con H,l (4 molKl M

)asta la decoloración! reistramos el volumen consumido que ser* el

correspondiente al tiempo tQ(

1otaC la titulación se reali%a sobre un papel blanco para observar

bien el cambio de color de la solución+ lueo la solución casi

incolora se coloca cerca del *rea de titulación para poder distinuir

bien la intensidad de color que se debe de alcan%ar para las

titulaciones posteriores(

• P-o4: 7os procedimientos 9 & ; son repetidos en intervalos de

;minutos )asta obtener una base de ? muestras(

d."' Di9i1n de 7OH en 2- Et09,t90- de P2áti,o

• P-o #: 3nresar un volumen de ?ml de aua en una de las

c*maras de la estructura de plastico ! en la otra c*mara inresamos

? ml de I$5H' con una concentración inicial de (49 molKl(

• P-o": 8ranscurridos los 4 primeros minutos tomamos la primera

muestra usando una jerina para extraer una alícuota de ;ml de la

solución que corresponde a la c*mara donde se encuentra el aua(

• P-o: Ga obtenida la muestra esta es depositada en un vaso de

?ml! a la cual le areamos unas otas del indicador fenoftaleina

$sabemos que el I$5H' es una solución incolora '! la cual le da una

coloración violeta !que nos servir* para la titilación(





• P-o=: procedemos a titular la muestra con H,l (4 molKl M

)asta la decoloración! reistramos el volumen consumido que ser* el

correspondiente al tiempo tQ(

1otaC la titulación se reali%a sobre un papel blanco para observar

bien el cambio de color de la solución+ lueo la solución casi

incolora se coloca cerca del *rea de titulación para poder distinuir

bien la intensidad de color que se debe de alcan%ar para las

titulaciones posteriores(

• P-o4: 7os procedimientos 9 & ; son repetidos en intervalos de 4

minutos )asta obtener una base de ? muestras(

e. )0-i,o:

e!" S$%$mos l$ muest&$ de l$ %u'$ de (id&io)

e*"De+osit$mos l$ $lí%uot$ en un ($so de !,,ml


7 %OH' H"O




e- Titul$mos l$ muest&$)

C$CU$OS 6 RESU$TADOS:


HC2$

7%OH' +ENO+TA$EINA




#. PARA UNA CUBETA RECTAN)U$AR:

1.1. Interpretación del fenómeno:

7as soluciones son diluidas(

7a película esta formado por un medio poroso $piedra póme%' en la cual se disuelve

el I5H(

7a difusión es por convección natural(

7a difusión ocurre en estado estacionario(

T-?2- #: D-to de2 e3e0i/ento:

Sistema KOH – H 2O Es+eso& de l$ +elí%ul$ .L/ * %m

Con%ent&$%ión ini%i$l de 012 ,*-,3 mol45L

Con%ent&$%ión del titul$nte 2Cl ,-*,, mol45L

t %/in.' (o29/en %/$' -2<,9ot- de 7OH )-to de HC2 %/$'; ; (;

? ; (? ; (94 ; (49 ; (>

; ; (>> ; (> ; (> ; (>

1.2. Hallamos la concentración de la alícuota mediante el siguiente modelo

matemático:

=alicuota x ,alicuota Q =H,l x ,H,l $?'

,alicuota Q $=H,l x ,H,l'K =alicuota $'

T-?2- ": Con,ent0-,ione de 2- -2<,9ot-:

T

%/in.'

(-2i,9ot- de 7OH %/$' (HC2 %/$' -

CF!." /o2gG$

C-2i,9ot- de 7OH

%/o2gG$'; ; (; (4

? ; (? (>9 ; (9 (;>

4 ; (4 (?9 ; (> (49





; ; (> (49> ; (> (49 ; (> (49 ; (> (49

1.. Hallando las ecuaciones del perfil de concentración ! el flu"o molar:

B$l$n%e de M$te&i$)

$ZI5H' x - $ZI5H' x J[x Q $4'

/abemos queC &7OH Q As \ 6I5H $9'

Ecuación $9'! reempla%amos en la ecuación $4'C$As \ 6I5H' x - $As \ 6I5H' x J [x Q $;'

7a ecuación $;' dividimos por As \[xC

EA

'6\$A-'6\$A

s

xI5Hsx5HI s=

∆∗

∆+

6

6

$>'

8omamos 7im [x en la ecuación $>'C

E'$6-'$6 xI5Hx5HI

E =∆

∆+→∆Χ

6 Lim

6

'$

=−d6

J d 012 $'


,$I5H' o

Def(

H5

I5H ,$I5H' 7

$ZI5H

'x

$ZI5H

'x J[x

Q Q 7




Aplicando la le& de FicBCd6

dC Def 012 −=I5H6 sabiendo que Def Q ?+ en la

ecuación $'

dxd =

d6

dC 012

3nterandoC

C7OH F C# X C" $'

,ondiciones de FronteraC

Q ,I5H Q , $I5H' o , $I5H' o Q ,

Q 7 ,I5H Q , $I5H' 7 ,? Q $, $I5H' 7 - , $I5H' o'K7

.eempla%andoC ,? & , en la ecuación $'C

o$I5H'o$I5H'7$I5H'

I5H ,\',-$,

, += X L

Pe0i2 de ,on,ent0-,ione $'

.eempla%amos la ecuación $' end6

dC Def 012 −=I5H6 sabiendo que Def Q ?C

+= o$I5H'

o$I5H'7$I5H'

I5H ,\',-$,

dx

d 6 X

L

=

L

',-$, 6

7$I5H'o$I5H'

I5H E,9-,i1n de 29o /o2-0 $?'

T-?2- : Dete0/in-,i1n de2 29o /o2-0 @ 2- e,9-,i1n de 3e0i2 de ,on,ent0-,i1n -

die0ente tie/3o en 9n- 3e2<,92- 3o0o- %3ied0- 31/e>':

t

%/in.'

C %7OH' o

%/o2gG$'

C %7OH' $

%/o2gG$'

$

%,/.'

J7OH %/o2gG./"'

e,9-,i1n %#!'

C %7OH' %/o2gG/'

e,9-,i1n %'; (49 (4 (??4>\?; (49\?4 - (??4>\?;

? (49 (>9 (??\?; (49\?4 - (??\?;

(49 (;> (?9\?; (49\?4 - (?9\?;

4 (49 (? (?;>\?; (49\?4 - (?;>\?;

9 (49 (49 (>\?; (49\?4 - (>\?;

; (49 (49 (>\?; (49\?4 - (>\?;

> (49 (49 (>\?; (49\?4 - (>\?;

(49 (49 (>\?

; (49\?4 - (>\?;

(49 (49 (>\?; (49\?4 - (>\?;





1.#. Hallando el perfil de concentración ! el flu"o molar en estado estacionario:

+29o /o2-0: J7OH F > molKs(m

E,9-,i1n de Pe0i2 de Con,ent0-,ione:

C7OH Q 4(9 - >\ $molKm4'

)0-i,- #: Pe0i2 de ,on,ent0-,ione en et-do et-,ion-0io en 9n- 3e2<,92- 3o0o-

%3ied0- 31/e>'

". PARA UNA CUBETA CI$*NDRICA:

2.1. Interpretación del fenómeno:

7as soluciones son diluidas(

7a película esta formado por un medio poroso $esponja' en la cual se disuelve el

I5H(

7a difusión es por convección natural(

7a difusión ocurre en estado estacionario(





T-?2- =: D-to de2 e3e0i/ento:

Sistema KOH – H 2O

Es+eso& de l$ +elí%ul$ .L/ -7 %m

Con%ent&$%ión ini%i$l de 012 ,!, mol45LCon%ent&$%ión del titul$nte 2Cl ,-* mol45L

t %/in.' (o29/en %/$' -2<,9ot- de 7OH )-to de HC2 %/$'; ; (?

? ; (?; ; (4 ; (9?; ; (;4 ; (>4; ; (9 ; (

9; ; (; ; ?(?;; ; ?(4> ; ?(4>; ; ?(4 ; ?(4

2.2. Hallamos la concentración de la alícuota mediante el siguiente modelo

matemático aplicado en la primera parte:

=alicuota x ,alicuota Q =H,l x ,H,l $?]'

,alicuota Q $=H,l x ,H,l'K =alicuota $]'

T-?2- 4: Con,ent0-,ione de 2- -2<,9ot-:

T

%/in.'

(-2i,9ot- de 7OH %/$' (HC2 %/$' -

CF!." /o2gG$

C-2i,9ot- de 7OH

%/o2gG$'

; ; (? (>9? ; ( (??; ; (4 (? ; (9 (;>; ; (; (44 ; (> (494; ; ( (999 ; ( (;?9; ; ( (;?; ; ?(? (9

;; ; ?(4 (4> ; ?(4 (4





>; ; ?(4 (4 ; ?(4 (4

2.. Hallando las ecuaciones del perfil de concentración ! el flu"o molar$ lasecuaciones son las mismas %ue en la primera parte:

o$I5H'o$I5H'7$I5H'

I5H ,\',-$,

, += X L

Pe0i2 de ,on,ent0-,ione

$]'

=

L

',-$, 6

7$I5H'o$I5H'

I5H E,9-,i1n de 29o /o2-0 $?]'

T-?2- K: Dete0/in-,i1n de2 29o /o2-0 @ 2- e,9-,i1n de 3e0i2 de ,on,ent0-,i1n -

die0ente tie/3o en 9n- 3e2<,92- 3o0o- %3ied0- 31/e>':

T

%/in.'

C %7OH' o

%/o2gG$'

C %7OH' $

%/o2gG$'

$

%,/.'

J7OH %/o2gG./"'

e,9-,i1n %#!'

C %7OH' %/o2gG/'

e,9-,i1n %'

; (? (>9 4( 9>4(?; (?\?4

9>4(?>\? (? (? 4( 9(4> (?\?4 9(9\?; (? (? 4( ?>(4?; (?\?4 ?>(4\

(? (;> 4( ?;(9 (?\?4 ?;(\

; (? (4 4( ?(94 (?\?4 ?(9\4 (? (49 4( ?>?(;> (?\?4 ?>?(;\

4; (? (99 4( ?9;(>4?> (?\?4 ?9;(>4\9 (? (;? 4( ?9(?; (?\?4 ?9(?\

9; (? (;? 4( ???;(9 (?\?4 ???;(\

; (? (9 4( (99 (?\?4 (;\

;; (? (4 4( 99(?;4(?\?4 99(??\

> (? (4 4( 99(?;4 (?\?4 99(??\>; (? (4 4( 99(?;4 (?\?4 99(??\

(? (4 4( 99(?;4 (?\?4 99(??\

2.#. Hallando el perfil de concentración ! el flu"o molar en estado estacionario:

+29o /o2-0: J7OH F 99(?? molKs(m

Transferencia de Masa ;





C7OH Q ? 99(?\ $molKm4'

)0-i,- ": Pe0i2 de ,on,ent0-,ione en et-do et-,ion-0io en 9n- 3e2<,92- 3o0o-

%e3on-'

Transferencia de Masa >




DISCUSIÓN DE RESU$TADOS

#. PARA UNA CUBETA RECTAN)U$AR %PIEDRA POML':

De la tabla ! se pudo determinar que la concentración de la alicota de I5H en

estado estacionario es (49 molK7+ &a que a partir de t Q 9 min( la

concentración permanece constante es decir se lleó al estado estacionario(

El flujo molar & el perfil de concentraciones en este tiempo $estado estacionario'

sonC

+29o /o2-0: J7OH F > molKs(m


C7OH Q 4(9 - >\ $molKm4'

". PARA UNA CUBETA CI$INDRICA %ESPONJA':

De la tabla ;! se pudo determinar que la concentración de la alicota de I5H en

estado estacionario es (4 molK7+ &a que a partir de t Q > min( la

concentración permanece constante es decir se lleó al estado estacionario(

El flujo molar & el perfil de concentraciones en este tiempo $estado estacionario'

sonC

+29o /o2-0: J7OH F 99(?? molKs(m


C7OH Q ? 99(?\ $molKm4'





CONC$USIONES

/e determinó el perfil de concentraciones para cada sistema(

?( PA.A 01A ,0<E8A .E,8A1@07A. $P3ED.A P5M^L'C

C7OH Q 4(9 - >\ $molKm4'

( PA.A 01A ,0<E8A ,3731D.3,A $E/P516A'C

C7OH Q ? 99(?\ $molKm4'

/e determinó el flujo molar difusivo para cada sistema(


J7OH F > molKs(m

( PA.A 01A ,0<E8A ,3731D.3,A $E/P516A'C

J7OH F 99(?? molKs(m

/e rafico el perfil de concentraciones en estado estacionario para cada sistema(





/e determino la concentración & flujo molar difusivo para cada intervalo de tiempo!

para cada sistema


t%/in.'

C %7OH' o

%/o2gG$'C %7OH' $

%/o2gG$'$

%,/.'J7OH %/o2gG./"'

e,9-,i1n %#!'C %7OH' %/o2gG/'

e,9-,i1n %'; (49 (4 (??4>\?; (49\?4 - (??4>\?;

? (49 (>9 (??\?; (49\?4 - (??\?;

(49 (;> (?9\?; (49\?4 - (?9\?;

4 (49 (? (?;>\?; (49\?4 - (?;>\?;

9 (49 (49 (>\?; (49\?4 - (>\?;; (49 (49 (>\?; (49\?4 - (>\?;

> (49 (49 (>\?; (49\?4 - (>\?; (49 (49 (>\?; (49\?4 - (>\?;

(49 (49 (>\?; (49\?4 - (>\?;

( PA.A 01A ,0<E8A ,3731D.3,A $E/P516A'C

t%/in.'

C %7OH' o

%/o2gG$'C %7OH' $

%/o2gG$'$

%,/.'J7OH %/o2gG./"'

e,9-,i1n %#!'C %7OH' %/o2gG/'

e,9-,i1n %'; (? (>9 4( 9>4(?; (?\?4 9>4(?>\

? (? (? 4( 9(4> (?\?4 9(9\?; (? (? 4( ?>(4?; (?\?4 ?>(4\

(? (;> 4( ?;(9 (?\?4 ?;(\; (? (4 4( ?(94 (?\?4 ?(9\

4 (? (49 4( ?>?(;> (?\?4 ?>?(;\

4; (? (99 4( ?9;(>4?> (?\?4 ?9;(>4\9 (? (;? 4( ?9(?; (?\?4 ?9(?\

9; (? (;? 4( ???;(9 (?\?4 ???;(\; (? (9 4( (99 (?\?4 (;\;; (? (4 4( 99(?;4 (?\?4 99(??\

> (? (4 4( 99(?;4 (?\?4 99(??\>; (? (4 4( 99(?;4 (?\?4 99(??\

(? (4 4( 99(?;4 (?\?4 99(??\





RECOMENDACIONES

7lear temprano a la pr*ctica & tener todos los materiales & reactivos respectivos

para la pr*ctica(

8rabajar con orden & siuiendo cuidadosamente el procedimiento experimental de

la presente pr*ctica(

Manipular los materiales & reactivos adecuadamente! aunque los reactivos de I5H

& H,l est#n diluidos son pelirosos(7os materiales a usar deben estar necesariamente limpios! libre de impure%as con la

finalidad de que no existe una contaminación con los reactivos a usar para la

titulación de la determinación de concentraciones(

Preparar adecuadamente la solución de H,l! para la titulación de las alícuotas de

I5H(

Aseurar correctamente la película porosa en cada uno de los sistemas(

,ontrolar adecuadamente el tiempo con respecto a la toma de datos & )acerlo )asta

que el sistema lleue a ser estacionario! para aplicar las relaciones establecidas(





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NO ,.3/83E 6( @EA1I5P73/! _Proceso de 8ransportes & operaciones 0nitarios`!

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Masa`! Editorial 7imusa /(A(! 5ctava reimpresión M#xico ?! pa( ;44 al ;9

N9O .( <( <3.D! _Fenómenos de 8ransporte`! Editorial .everte /(A(! /eunda

reimpresión! M#xico! ?;! capitulo ?>(

N;O 6( M( /M38H! _3neniería de ,in#tica Xuímica !̀ Editorial continental /(A(!

?ra( Edición! M#xico! ?! pa( 4?- 4;

Transferencia de Masa 4?

lab.difusión molecular en una película porosa en líquidos para los sistemas koh-agua

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