National Socialism: The Biological WorldviewDescripción completa
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DIFUSIÓN MOLECULAR EN SÓLIDOS
Nótese que Dab ≠ Dab para sólidos. La integración de la la ec. (1) para una placa sólida
Definición:
en estado estacionario produce la expresión.
El los sólidos, las moléculas se encuentran más
Na =
unidas que en los líquidos, el movimiento
molecular tiene mayores restricciones. En
La auto difusión de los constituyentes de los sólidos por medio del movimiento atómico: Hay varios mecanismos de auto difusión por los cuales se difunden los átomos.
Difusión por vacantes: que implica la sustitución de átomos, un átomo deja su lugar
muchos sólidos, las fuerzas intermoleculares
El coeficiente de difusión Dab en el sólido no
en la red para ocupar una vacante cercana
son suficientemente grandes para mantener a
depende de la presión del gas o del líquido en
(creando un nuevo sitio vacío en su posición
las moléculas en una distribución fija que se
la superficie del sólido.
original en la red). Se presenta un reflujo de átomos y vacantes.
conoce como red cristalina
Tipos de difusión en sólidos: Se clasifican en dos tipos de difusión: la difusión que sigue la ley de Fick y que no depende primordialmente primordialmente de la estructura del sólido, y la difusión de gases en los poros del sólido.
a) Difusión en sólidos que siguen la ley de fick.
Ejemplo. Ejemplo. A través de una membrana de
Difusión intersticial: intersticial: Un átomo se mueve de un
neopreno vulcanizado de 0.5 mm de espesor,
intersticio a otro. Este mecanismo no requiere
se difunde hidrógeno gaseoso a 17 °C y 0.010
de vacantes para llevarse a cabo. En ocasiones
atm de presión parcial. La presión del H2 al
un átomo sustitucional deja su lugar en la red
otro lado de la membrana es cero. Calcúlese el
normal y se traslada a un intersticio muy
flujo específico de estado estacionario,
reducido.
suponiendo que la única resistencia a la
Difusión intersticial desajustada: desajustada: Es poco
difusión es la membrana. La solubilidad S del
común, debido a que el átomo no se ajusta o
H2 gaseoso en el neopreno a 17 °C es 0.05 1
acomoda fácilmente en el intersticio, que es
m3 (a PTE de 0 °C y 1atm)/m3 sólido * atm y la
más pequeño.
difusividad Dab es 1.03 x 10^-10 m2/s, m2/s, a 17 °C.
Intercambio simple: Puede darse el
Deducción de las ecuaciones. Este tipo de difusión en sólidos no depende de la estructura real del sólido. La difusión se verifica cuando el
Ca1 =
fluido o soluto que se difunde, se disuelve en el homogénea. En general, se emplean
Na
ecuaciones simplificadas.
Pa1
= 2.28 x 10^-5 kg mol H2/m3 sólido
sólido para formar una solución más o menos
Na =
ec. (1)
Donde Dab es la difusividad en m2/s de A, a
través de B y casi siempre se supone constante e independiente de la presión para los sólidos.
= 4.69 x l0^-l2 kg mol H2/s *m2
intercambio simple entre átomos o por medio del mecanismo cíclico (desplazamiento circular).
b) La difusión de gases en los poros del sólido La difusión en los poros se puede llevar a cabo por medio de tres o más mecanismos:
Difusión de Fick: si los poros son grandes y el gas relativamente denso, la transferencia de masa se llevará a cabo por medio de la difusión
Dónde: Dka: difunsividad de knudsen viene dada en (cm2/s) Dporo: se expresa en (cm)
de Fick.
Difusión Knudsen: Ocurre cuando el tamaño
República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria Universidad Politécnica Territorial del Oeste de Sucre "Clodosbaldo Russián"
OPERACIONES UNITARIAS I DIFUSIÓN MOLECULAR EN
Ma: es el peso molecular de A, expresada en
SOLIDOS
(g / mol)
de los poros son muy pequeños; es decir si el radio del poro es muy pequeño, las colisiones
T: temperatura en grados kelvin (°K)
ocurrirán principalmente entre las moléculas del gas y las paredes del poro y no entre las propias moléculas. La difusividad Knudsen depende de la velocidad molecular y del radio del poro. La difusión de knudsen se establece para tamaños de poro comprendidos entre 1 y 10 nm, y es independiente de la presencia de otros compuestos, y de la presión total. La difusividad Knudsen para un poro cilíndrico recto de diámetro Dporo.