Predicción de La Difusividad

IWQ-224 Transferencia de Materia “Predicción de la Difusividad en Gases y Líquidos ”

Difusividad de Gases Predicción de la difusividad de gases. 

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   

Mediante la teoría cinética de los gases.

=la trayectoria libre media





=la velocidad promedio de las moléculas

En el caso de un par de moléculas no polares , la función de Lennard-Jones es una aproximación bastante razonable.

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2

 = es la difusividad en m /s

T = es la temperatura en K  = es el-peso molecular de A en kg masa/kg mol

 = es el peso molecular de B en kg masa/kg mol

P = es la presión pre sión absoluta en atm.  = es un “diámetro promedio de colisión” es una integral de colisión basada en el potencial de Lennard-Jones.

Se recomienda la modificación de Wilke-Lee del método de Hirschfelder-Bird-Spotz para mezclas de gases no polares  o de un gas polar con un no polar .

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 = temperatura absoluta, K ,

 = peso molecular de A y B, respectivamente, kg/kmol

 = presión absoluta, N/m2

 = separación molecular durante el choque, nm = (rA + rB)/2  = energía de la atracción molecular

 = constante de Boltzmann

 = función de choque dada por la figura

*Los valores de r y  pueden calcularse a partir de otras propiedades de los gases, como la viscosidad.

      

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Rocío Riquelme Rosas

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(Grafico: Función de choque para la difu sión, Treybal E. Robert. 2ed (2000) - Operaciones de transferencia)

(Tabla: Constantes de fuerza de gases determinadas a partir de .datos de viscosidad; T reybal E. Robert. 2ed (2000) Operaciones de transferencia)

(Tabla: Volúmenes atómicos y moleculares; Treybal E. Robert. 2ed (2000) - Operaciones de transferencia)

Rocío Riquelme Rosas

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Método semiempírico de Fuller se puede aplicar a mezclas de gases no polares o una combinación polar-no polar

o o

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             



  = suma de incrementos de volúmenes estr ucturales 2

= m /s.

(Volúmenes atómicos de difusión para el mktodo de Fuller, Schettler y Giddingst)

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Número de Schmidt de los gases: El número de Schmidt de una me zcla gaseosa diluida de A en B e s adimensional y se define

 

como

o

= es la viscosidad de la mezcla g aseosa, que corresponde a la viscosidad de B

para una mezcla diluida Pa * s o k g/m o o



= es la difusividad en m2/s

= es la densidad de la mezcla en kg/m3.

Rocío Riquelme Rosas

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Difusividad de Líquidos Predicción de difusividades en líquidos Las dimensiones para la difusividad en líquidos son las mismas que para la difusividad de gases; longitud2/tiempo. Sin embargo, diferencia del caso de los gases, la difusividad varía apreciablemente con la concentración. 

Para soluciones diluidas de no electrolitos, se recomienda la correlación em pírica de Wilke y Chang.

               





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

 es un “parámetro de asociación” del disolvente:

  

= el peso molecular del disolvente B

 = la viscosidad de B en Pa *s o kg/m

= es el volumen molar del soluto en e l punto de ebullición

ley de Stokes modificada, supone moléculas iguales.

        

o

T= es la temperatura en K

o

DAB = es la difusividad en m*/s,

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

= es el volumen molar del soluto en el punto de ebullición

 = es la viscosidad de la solución en Pa . s o kg/mol

Rocío Riquelme Rosas

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