BENEMRITA UNIVERSIDAD AUTNOMA

DE PUEBLA

FACULTAD DE INGENIERA QUMICA

Laboratorio de Ingeniera I

PRCTICA NM. 5:

DIFUSIVIDAD DE GASES

Integrantes:

ngel Nieto Ismael

Mrquez de la Vega Mariana Yolanda

Mendoza Snchez Luis Rafael

Tlacomulco Montiel Ana Karen

Vzquez Amador Martn

Zenteno Tlalolini Eliana

Profesor: Fernando Humberto Del Valle Soto

Fecha de entrega: Octubre 2014

NDICE

Objetivo general --------------------------------------------------------------

Objetivo especfico ----------------------------------------------------------

Introduccin ------------------------------------------------------------------

Procedimiento ----------------------------------------------------------------

Metodologa ------------------------------------------------------------------

Resultados ---------------------------------------------------------------------

Discusiones y conclusiones ------------------------------------------------

Bibliografas --------------------------------------------------------------------

Objetivo general:

Entender y analizar cmo se lleva a cabo la expansin de un gas ideal.

Objetivos especficos:

Aprender a utilizar el equipo de difusividad.

Observar de manera cuidadosa y detallada como el menisco va cambiando

con respecto a un gradiente de presin generado por una corriente de aire.

Entender el concepto de difusividad por medio de diferentes ecuaciones.

Introduccin:

La difusividad o coeficiente de difusin D se puede entender como la cantidad de

materia que se expande por unidad de tiempo, que es una propiedad del sistema

que depende de la temperatura, presin y naturaleza de los componentes.

En el transporte de materia:

Interviene en destilacin. Adsorcin, secado y extraccin liquido-lquido.

Aplica para gases, lquidos y slidos.

En general los tres procesos de transferencia se tiene que realizar balance

de entradas y salidas de energa o movimiento

Aplica para sistemas con varios componentes (mezclas).

Tipos de difusin

Ordinaria: por gradiente de concentracin.

De presin: por gradiente de presin.

Trmica: por gradiente de temperatura.

Forzada: se debe a una desigualdad de fuerza, caractersticas que se encuentran sobre los componentes A y B

Ley de Fick (ecuacin 1) es el modelo matemtico que describe el transporte molecular de masa en procesos o sistemas donde ocurre la difusin, ordinaria, convectiva o ambas.

Ecuacion 1

El coeficiente DAB es un parmetro que indica la facilidad con la cual un

compuesto se transporta al interior de una mezcla, ya sea en lquidos, slidos o

gases. El transporte molecular de masa ocurre usualmente debido a un gradiente

de concentracin o en algunas veces a un gradiente de temperatura, presin o por

fuerza impulsora. Las molculas gaseosas se difunden con ms facilidad debido

a que sus fuerzas de interaccin son dbiles ya que tiene muy pocas molculas

vecinas con las que puede interactuar.

Procedimiento

Material y equipo:

Equipo de difusividad

Acetona

Metodologa

La metodologa consiste en lo siguiente:

1. Colocar en el pequeo tubo de ensayo acetona.

2. Instalar el equipo de difusividad.

3. Llenar con agua el equipo y calentarlo a una temperatura de 40C.

4. Encender el equipo para que el aire fluya dentro del tubo conectado al tubo

de ensayo de la acetona.

5. Observar con un intervalo de 1 minuto el cambio de altura del menisco.

6. Anotar los resultados en una libreta y compararlos con los datos

experimentales que da el manual.

Clculos y resultados

Mediciones obtenidas: Graficamos (L-L0) contra T/ (L-L0) para hallar S

T (s) L0 (cm) L-L0 (mm) T/(L-L0) (s/mm)

60 8.6 4 15

120 8.4 6 20

180 8.25 7.5 24

240 8.1 9 26.66666667

300 8 10 30

360 7.95 10.5 34.28571429

420 7.85 11.5 36.52173913

480 7.8 12 40

540 7.7 13 41.53846154

600 7.6 14 42.85714286

660 7.5 15 44

720 7.4 16 45

780 7.3 17 45.88235294

840 7.25 17.5 48

900 7.2 18 50

960 7.2 18 53.33333333

1020 7.1 19 53.68421053

1080 7 20 54

y = 2.4831x + 6.3215 R = 0.9732

0.2

10.2

20.2

30.2

40.2

50.2

60.2

3 8 13 18

T/(L

-L0

)

L-L0

Difusividad de gases(Acetona en aire)

T/(L-L0) (s/mm)

Lineal (T/(L-L0) (s/mm))

Gracias a la funcionalidad lineal de (L-L0) podemos usar la deduccin de la ley de

Fick para relacionar los siguientes datos:

( ) (

) (

) ( ) (

)

Si s es la pendiente de la grfica de

( ) en funcin de ( ), entonces:

(

)

o

(

) ( )

Para este problema contamos con condiciones conocidas a 40 C, P.a.=56 Kpa,

Densidad del lquido = 790 Kg/m3 y M =58.08 Kg/Kmol .Para encontrar los

dems valores nos basaremos en el siguiente listado de ecuaciones:

(

) ( )

(

)

(

( ))

( )

En base al grafico anterior podemos deducir que:

Hay que encontrar el CT:

(

) (

)

Tomamos en cuenta que CB1=CT.

Ahora encontramos CB2

(

) (

)

Pasamos a CBm:

(( )

( )

)

Por ultimo encontramos CA:

(

) (

)

Utilizando la ecuacin (1) encontramos la Difusividad:

Discusin y conclusiones

La difusividad de gases se puede dar por diferentes factores, en este caso

se observ cmo se comporta por un gradiente de presin.

Se observa cmo se da la difusividad de la acetona (especia a) en el aire

(especie b).

La calibracin del equipo es un poco complicada, ya que requiere muy

buena exactitud para observar el cambio de altura del menisco.

La prctica fue exitosa porque en la grfica se observa un comportamiento

lineal.

Bibliografa

R. Byron Bird, Warren E. Stewart, Edwin N. Lightfoot; Fenmenos de

Transporte; Segunda Edicin

Robert H. Perry; Manual del Ingeniero Qumico; Sptima Edicin