Ecuación para la difusión molecular

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

MOMENTO INTERMEDIO 1

TRANSFERENCIA DE MASA.

PRESENTADO POR:

LAURA LUCIA GONZALEZ CAMACHO.

COD: 1.072.427.287

ANDRUS DAVID SIERRA RICAURTE

C.C. 1.105.786.184

GRUPO: 211612A_220

PRESENTADO A:

CARLOS GERMAN PASTRANA BONILLA

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERIA

MARZO 2015

INTRODUCCION

La presente actividad nos da como grupo la oportunidad de desarrollar nuestra capacidad de aprendizaje e interpretación de conceptos pro de afianzar los conocimientos adquiridos durante el estudio de la primera unidad para la aplicabilidad en el presente ejercicio.

En el presente documento se desarrollaran el problema los cuales son de gran utilidad, el primero hace referencia a un balance de materia utilizando los conceptos básicos y el segundo corresponde a la comparación de dos ecuaciones para determinar si con la utilización de cada una podemos llegar al mismo resultado.

TABLA DE CONTENIDO

Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pàg. 2

Tabla de contenido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Pág. 3

Objetivos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Pág 4

Enunciado del problema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pág 5

Diagrama del problema………………………………………………Pag 5

Esquema real del sistema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pág 5

Leyes utilizadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pág 7

Cálculo de problema………………………………………. . . . . . Pág 10

Cálculo de incógnitas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Pág 12

Análisis de los resultados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Pág 12

Referencias bibliográficas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …. . . . . .Pág. 13.

OBJETIVOS

Realiza correctamente los ejercicios matemáticos propuestos por la unidad con el fin de dar solución y entender como la difusión molecular hace parte balance de masa.

Explica correctamente lo relacionado con la ecuación para la difusión molecular.

ENUNCIADO DEL PROBLEMA

El n-propanol es un disolvente utilizado en lacas, cosméticos, lociones dentales, tintas de impresión, lentes de contacto y líquidos de frenos. También sirve como antiséptico, aromatizante sintético de bebidas no alcohólicas y alimentos, producto químico intermedio y desinfectante1.

Un tanque circular de 8 m de diámetro que contiene n-propanol a 25 °C se encuentra abierto a la atmósfera de tal manera que el líquido soporta una película de aire estancada de 5 mm de espesor. La concentración de n-propanol por encima de dicha película se considera despreciable. La presión de vapor del n-propanol a 25 °C es de 20 mm de Hg. Sabiendo que el n-propanol cuesta 1.2 dólares por litro, ¿cuál es el valor de las pérdidas diarias de n-propanol en dólares? La gravedad específica del n-propanol es 0.802.

DIAGRAMA DEL PROBLEMA

ESQUEMA REAL DEL SISTEMA.

Presión 1 atmósfera

Temperatura 25°C ó 298.15°K

Peso Molecular n-Propanol (MA) 60.1

Peso Molecular Aire (MB) 29.0

Presión de n-Propanol en 1 (PA1) 20 mmHg ó 0.0263 atm

Presión de n-Propanol en 2 (PA2)

Se considera despreciable, debido a que la concentración es directamente proporcional a la presión =0

Estructura química del n-Propanol

∑VA, suma de incrementos de volúmenes estructurales del n-Propanol (Volúmenes Atómicos de Difusión) ∑VA=3(16.5)+8(1.98)+1(5.48)= 70.82

∑VB, suma de incrementos de volúmenes estructurales del Aire (Volúmenes Atómicos de Difusión) ∑VB =20.1

Difusividad de A en B: Dab

Ecuación de Fuller y Colaboradores

LEYES UTILIZADAS.

DIFUSION MOLECULAR

Adolf Fick, médico alemán, fue uno de los pioneros en el estudio de la difusión molecular y estableció diversas relaciones conocidas como Leyes de Fick.

La más importante de ellas, de donde se derivan muchas más relaciones, es la Primera Ley de Fick de la Difusión, que establece que en una solución de dos o más componentes, el flujo molar relativo de cualquiera de los componentes es directamente proporcional a la rata de cambio de la concentración molar y al área perpendicular a la dirección del flujo molar.

Dado que el flujo molar relativo se presenta en todas las direcciones espaciales, la expresión matemática de la Ley de Fick deberá relacionarse para cada una de las direcciones longitudinales específicas.

La ecuación:

DIFUSION EN SOLIDOS

El estudio de la difusión en sólidos, es bastante complejo puesto que se presentan múltiples situaciones y sería imposible tratar de abarcarlas todas.

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