OPERACIONES UNITARIAS II II/2015
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INGENIERIA INDUSTRIAL
OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA La “ La
transferencia de masa es un resultado de la diferencia o gradiente de
concentraciones en donde la sustancia que difunde abandona una fase en que está muy concentrada a otra en donde su concentración c oncentración es menor” FUNDAMENTOS DE LA TRANSFERENCIA DE MASA
Acciona siempre de la mayor concentración a la de menor concentración.
Ley de FICK
=−
Dónde:
( )
CLASIFICACIONES DE OPERACIONES DE TRANFERENCIA DE MASA GAS
– GAS GAS : es un simple mezcla de gases GAS – LIQUIDO: Destilación, Absorción, Absorción, Des-absorción, Des-absorción, Humidificación, Secado GAS – SOLIDO: SOLIDO: Sublimación, Adsorción, Desorción. LIQUIDO – LIQUIDO: LIQUIDO: Extracción, Extracción fraccional LIQUIDO – SOLIDO: SOLIDO: Cristalización fraccionada, Extracción solido – liquido liquido
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DIFUSIÓN DE GASES En un solo sentido
= − ∗ ln 1−1−
En dos sentidos
=− ∗ ( − )
Dónde:
[2] 2 [] DIFUSIVIDAD DE LÍQUIDOS
8 )( )5 (117 3 ∗10 = 6
Dónde:
= = = = = 0,0756 para agua como soluto
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= 2,26 para agua como disolvente 1,9 para metanol como disolvente 1,5 para etanol como disolvente 1,0 para disolventes como benceno y éteres
DIFUSIÓN MOLECULAR EN LIQUIDOS
=
=
2 − ln 2
( − )
% = % + 1−%
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GUIA DE EJERCICIOS 1. El dióxido de carbono se difunde a través de nitrógeno en un solo sentido a la
presión atmosférica y 0
. La fracción molar del dióxido de carbono en el punto A
es de 0,2 y en el punto B es de 0,02, ambos puntos se encuentran separados por 15 ft. La difusividad del dióxido de carbono es de 0,144
2⁄
a) ¿Cuál es la densidad del flujo neto de materia? b) ¿Cuál es la densidad del flujo molar de
2
?
c) Calcular las velocidades de difusión en uno y dos sentidos.
2. Un tanque circular de 20 ft de diámetro que contiene benceno a 22
se encuentra
abierto a la atmosfera de tal manera que el líquido soporta una película de aire con 5 mm de espesor. La concentración del benceno por encima de dicha película puede considerarse despreciable. La presión de vapor del benceno a 22
es de
100 mmHg. el peso específico del benceno es de 0,88. Sabiendo que el benceno cuesta 1,5
, determine el valor de pérdidas diarias de benceno en
dólares. Considere la difusividad del benceno de 0,0278
2
.
3. Calcular la difusividad del benceno en el tolueno y el tolueno en el benceno a
110 , las propiedades físicas son las siguientes:
COMPONENTE
Benceno Tolueno
TE
80,1 110,6
0,0965 0,1183
0,0088 0,0095
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4. Calcular la rapidez de difusión del ácido acético a través de una película de agua de
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0∗10 2⁄
1 mm de espesor a 17
, cuando las concentraciones en los lados opuestos de la
película son 9% y 3% respectivamente en peso de ácido acético. La difusividad del ácido acético es de y 1003,2
⁄
Considere las densidades al 9 y 3% de 1012
respectivamente.
5. Calcular la rapidez de difusión del n-butanol a través de una película de agua de 1,5
0 77∗10 2⁄
mm de espesor a 15
, cuando las concentraciones en los lados opuestos de la
película son 12% y 2,5% respectivamente en peso respectivamente. La difusividad del n-butanol es de 809,8 y 800,2
⁄
Considere las densidades al 12 y 2,5% de
respectivamente.
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