laboratorio de difusion en liquidosDescripción completa
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sobre mecanica de materiales metalicosDescripción completa
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIASDescripción completa
Practica de laboratorio de transferencia de masa - 1
he aquí una practica de laboratorio donde se mencionan y analizan los distintos métodos para determinar la densidad de sólidos o líquidos.Descripción completa
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Densidad de Liquidos y Solidos 2Descripción completa
Descripción: es un contenido que habla acerca de los hidrocarburos gaseosos, liquidos y solidos.
programa de residuos solidosDescripción completa
Descripción: informe detallado del procedimiento experimental en el laboratorio de fisico quimica para la determinación de la densidad en el caso de líquidos y sólidos.
Descripción: informe de densidad de liquidos y solidos
Difusión molecular en líquidos Ing. Msc. Javier Alonso Pérez Cubides UJTL
Generalidades
Es importante en muchos procesos industriales.
Es frecuente en la naturaleza
En extracción líquido-líquido (extracción con solvente) En absorción de gases En destilación. La oxigenación de ríos y lagos La difusión de sales en la sangre.
La difusión molecular en los líquidos es menor que en los gases.
El D AB de los líquido es 105 veces menor El flujo específico del gas es solo 100 veces mayor.
Generalidades
En los líquidos Las fuerzas de atracción entre moléculas tiene efecto importante Las difusividades suelen depender de la concentración La teoría cinética de los líquidos no está desarrollada totalmente Se utilizan ecuaciones similares a las de los gases.
Ecuaciones para la difusión en líquidos
La contradifusión equimolar: es poco frecuente en los líquidos.
De la ecuación general con N A=-NB se tiene Se utiliza una concentración promedio que corresponde a:
Donde M es el peso molecular promedio de la solución y ρ es la densidad en los puntos 1 y 2
Difusión de A a través de B que no se difunde
Es la más importante en líquidos
Partiendo de la ecuación general Considerando NB cero, realizando la respectiva integración y definiendo xBM, se tiene: Para soluciones diluidas donde xBM es casi 1.0 y c es casi constante.
Determinación de difusividades
Si el soluto A se difunde en B se determina D AB. La difusividad depende en gran parte de la concentración del soluto En los líquidos la difusividad D AB es difiere a DBA. Método de los capilares
Se realiza en estado no estacionario La difusividad se determina con los perfiles de concentración.
Determinación de difusividades Dos cámaras separadas por un vidrio sinterizado
La difusión se realiza a través de los poros del vidrio Se agitan las soluciones de cada cámara La longitud de difusión efectiva es , donde la sinuosidad >1 (se calibra con KCl)
Determinación experimental de difusividades
La ecuación se deduce suponiendo estado cuasiestacionario.
Donde c y c' son las concentraciones en las cámaras, es la fracción de área de difusión.
Determinación experimental de difusividades
efectuando un balance de soluto A en la cámara alta y en la baja (velocidad de entrada = velocidad de salida + velocidad de acumulación) Integrando se obtiene.
(2 A / V) es la constante de la celda, se determina con un soluto de difusividad conocida (KCl) c0 y c'0 son las concentraciones iniciales, y c y c' son concentraciones finales.
Coeficientes de difusión de soluciones líquidas diluidas
Predicción de difusividades en líquidos
Las ecuaciones para líquidos son semiempíricas La ecuación de Stokes-Einstein
Utiliza la ley de Stokes para describir el retardo en la molécula móvil del soluto. Aplicable a una molécula esférica grande difundiendo en un líquido de moléculas pequeñas. Después se modificó considerando las moléculas iguales, distribuidas en un retículo cúbico y con radio molecular expresado por el volumen molar.
Predicción de difusividades en líquidos
Donde V A es el volumen molar del soluto en su punto de ebullición normal. Esta ecuación es exacta en moléculas grandes de solutos esferoidales y sin hidratación, de M A 1000, o cuando V A es superior a 0.500 m3 /kg mol en solución acuosa.
La correlación de Wilke-Chang
Se usa cuando el soluto (A) está diluido con respecto al disolvente (B).
Predicción de difusividades en líquidos
es un "parámetro de asociación" del
disolvente
2.6 para el agua 1.9 para el metanol 1.0 para los disolventes sin asociación.
Si V A>0.500 m3 /kg mol se utiliza StokesEinstein Cuando el agua es el solvente se debe multiplicar por 1/2.3
Volúmenes atómicos y molares en el punto de ebullición
Difusión molecular de sólidos
La rapidez de difusión en sólidos es menor Es importante en procesos químicos y biológicos.
Se puede clasificar en dos tipos de difusión:
La lixiviación El secado La difusión catalítica La difusión de gases en los empaques Siguen la ley de Fick La difusión en sólidos porosos
En los sólidos D ABDBA
DIFUSIÓN MOLECULAR DE SÓLIDOS Lixiviación de soya, el secado de madera, sales y alimentos, separación de fluidos mediante membranas, difusión de gases a través de películas de polímeros usadas en empaques.
www.yale.edu
www.labthink.cn
Difusión en sólidos que siguen la ley de Fick
El fluido forma soluciones “homogéneas” (lixiviación, gases a través de polímeros , difusión el agua durante el secado.) Se emplean las ecuaciones de difusión binaria El flujo total, (c A /c)(N A + NB), se desprecia
Difusión en sólidos que siguen la ley de Fick
Integrando para una placa plana. Para un cilindro de radio interno r1 y radio externo r2 con longitud L. Integrando.
Difusión en sólidos que siguen la ley de Fick Difusión de gases y líquidos en sólidos El D AB no depende de la presión del gas o líquido La presión afecta la solubilidad (S) siguiendo la ley de Henry.
La solubilidad del gas se expresa como (Vsto (a TPE) / Vsol*P A). Para convertir la solubilidad a concentración c A en el sólido.
Permeabilidad
Como las concentraciones se expresan como
Remplazando en la ley de Fick se tiene
Donde PM es la permeabilidad a través del sólido (Vgas a TPE /s m2) Para varios sólidos en serie de espesor Li se tiene
Difusividades y permeabilidades en sólidos
Es difícil predecir la difusividad en un sólidos (no se conoce la teoría del estado sólido) Para determinar la difusividad se requiere experimentación El efecto de la temperatura T en la P M es aproximadamente una función lineal de 1/T. La difusión de un gas es independiente de otros gases presentes En algunos metales se ha determinado que el flujo es proporcional a (P A1-P A2)
Difusividades y permeabilidad en sólidos
Difusión en sólidos porosos
Difusión de un líquido
Se sigue una trayectoria sinuosa. No hay difusión en el solido inerte. Para la difusión de una solución diluida se tiene.
Difusión en sólidos porosos
Difusión de un gas
Importante en la liofilización y en secado de alimentos por congelación (carne) Si los poros son muy grandes la difusión será de tipo Fickian.
La sinuosidad se determina experimentalmente. La difusión sólo se verifica a través de los vacios mas no en el sólido.
