Este documento describe un experimento para predecir e interpretar la difusión molecular en estado estacionario a través de películas porosas en líquidos. Se estudió la difusión del hidróxido de potasio en agua a través de dos películas porosas, una de piedra pómez y otra de esponja. El método experimental involucró tomar muestras periódicas para determinar las concentraciones y calcular el flujo difusivo. Los resultados permitieron determinar el perfil de concentraciones y la difusividad efectiva de
Práctica 2 Flujo Reptante (Ley de Stokes)JasminSeufert
Este documento describe un experimento para determinar la viscosidad de sustancias como la glicerina y la miel de maple utilizando la Ley de Stokes. El experimento involucra dejar caer bolas de diferentes tamaños a través de las sustancias y medir el tiempo que tardan en caer entre dos líneas. Los datos de tiempo y distancia se usan para calcular la velocidad y luego la viscosidad. El documento también explica los conceptos teóricos como el número de Reynolds y los coeficientes de rozamiento que son relevantes para la Ley de Stokes.
Este documento describe los conceptos básicos de la absorción de gases, incluyendo las formas de absorción, características, diseño de torres de relleno y factores que afectan la velocidad de absorción. Explica los balances de materia y entalpía utilizados para calcular la altura de la torre de absorción. También cubre conceptos como la relación líquido-gas limitante y cómo las variaciones de temperatura afectan el proceso en la torre.
Este documento presenta información sobre diferentes temas relacionados con la transferencia de masa, incluyendo la ley de Fick, difusividad de gases, coeficientes de difusión, problemas de difusión en estado estacionario y equimolar, y aplicaciones de balance de materia. También cubre temas como difusión en líquidos y sólidos, así como modelos matemáticos para describir la difusión en medios porosos. Finalmente, propone una serie de problemas para aplicar los conceptos y ecuaciones presentados.
Este documento presenta los resultados de dos experimentos para calcular la difusividad (Dab) de diferentes sustancias. En el primer experimento, se calculó Dab del permanganato de potasio en agua. En el segundo experimento, se calculó Dab en agua de una solución de agua-tinta vegetal usando un volcán sumergible de difusividad. El documento también incluye la teoría sobre la ley de Fick y los rangos típicos de coeficientes de difusión en diferentes fases como gases, líquidos y sólidos.
Este documento presenta los resultados de un experimento de laboratorio sobre la difusión de gases y líquidos realizado por una alumna. El experimento midió la difusividad del etanol a través del aire y obtuvo un valor de 5.6664 x 10-3 cm2/s. El objetivo era familiarizar a los estudiantes con los fenómenos de transferencia de masa y comparar los valores experimentales con los reportados en la literatura.
Este documento describe los fluidos dilatantes, un tipo de fluido no newtoniano. Los fluidos dilatantes experimentan un aumento en la viscosidad con la velocidad de deformación, lo que resulta en un aumento del esfuerzo cortante. Esto ocurre debido a que las partículas en suspensión se empaquetan más con mayor velocidad de deformación, dejando menos espacio para el fluido continuo. Ejemplos incluyen harina de maíz mezclada con agua y disoluciones concentradas de almidón. La ecuación que
Práctica 2 Flujo Reptante (Ley de Stokes)JasminSeufert
Este documento describe un experimento para determinar la viscosidad de sustancias como la glicerina y la miel de maple utilizando la Ley de Stokes. El experimento involucra dejar caer bolas de diferentes tamaños a través de las sustancias y medir el tiempo que tardan en caer entre dos líneas. Los datos de tiempo y distancia se usan para calcular la velocidad y luego la viscosidad. El documento también explica los conceptos teóricos como el número de Reynolds y los coeficientes de rozamiento que son relevantes para la Ley de Stokes.
Este documento describe los conceptos básicos de la absorción de gases, incluyendo las formas de absorción, características, diseño de torres de relleno y factores que afectan la velocidad de absorción. Explica los balances de materia y entalpía utilizados para calcular la altura de la torre de absorción. También cubre conceptos como la relación líquido-gas limitante y cómo las variaciones de temperatura afectan el proceso en la torre.
Este documento presenta información sobre diferentes temas relacionados con la transferencia de masa, incluyendo la ley de Fick, difusividad de gases, coeficientes de difusión, problemas de difusión en estado estacionario y equimolar, y aplicaciones de balance de materia. También cubre temas como difusión en líquidos y sólidos, así como modelos matemáticos para describir la difusión en medios porosos. Finalmente, propone una serie de problemas para aplicar los conceptos y ecuaciones presentados.
Este documento presenta los resultados de dos experimentos para calcular la difusividad (Dab) de diferentes sustancias. En el primer experimento, se calculó Dab del permanganato de potasio en agua. En el segundo experimento, se calculó Dab en agua de una solución de agua-tinta vegetal usando un volcán sumergible de difusividad. El documento también incluye la teoría sobre la ley de Fick y los rangos típicos de coeficientes de difusión en diferentes fases como gases, líquidos y sólidos.
Este documento presenta los resultados de un experimento de laboratorio sobre la difusión de gases y líquidos realizado por una alumna. El experimento midió la difusividad del etanol a través del aire y obtuvo un valor de 5.6664 x 10-3 cm2/s. El objetivo era familiarizar a los estudiantes con los fenómenos de transferencia de masa y comparar los valores experimentales con los reportados en la literatura.
Este documento describe los fluidos dilatantes, un tipo de fluido no newtoniano. Los fluidos dilatantes experimentan un aumento en la viscosidad con la velocidad de deformación, lo que resulta en un aumento del esfuerzo cortante. Esto ocurre debido a que las partículas en suspensión se empaquetan más con mayor velocidad de deformación, dejando menos espacio para el fluido continuo. Ejemplos incluyen harina de maíz mezclada con agua y disoluciones concentradas de almidón. La ecuación que
Si todos los componentes del sistema se distribuyen entre las fases en el equilibrio, la operación se conoce como destilación fraccionada (o con frecuencia, simplemente como destilación).
CURVAS DE CALIBRACIÓN POR REFRACTOMETRÍAEmmanuelVaro
Este documento describe cómo elaborar curvas de calibración mediante refractometría para determinar la concentración de una sustancia desconocida. Explica que las curvas de calibración establecen una relación entre la concentración y una señal analítica, como el índice de refracción, permitiendo calcular la concentración de una muestra desconocida. Detalla el proceso de preparar disoluciones patrón de concentraciones conocidas, medir su índice de refracción y graficar los resultados para obtener la ecuación de la recta de
El documento trata sobre la difusión y efusión de gases. Explica la ley de Graham sobre la velocidad de difusión de gases y cómo es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la densidad. Describe los objetivos y fundamentos teóricos, así como los equipos, reactivos y procedimientos experimentales para medir la velocidad de difusión del HCl y NH3 y la velocidad de efusión del aire y CO2. Finalmente, presenta preguntas sobre los resultados y ejemplos de aplicaciones en la contaminación ambiental
Este informe presenta los resultados de un experimento para medir el calor de combustión del carbón utilizando una bomba calorimétrica. Se quemaron cuatro muestras de aproximadamente 1 g cada una, dos de ácido benzoico para calibrar el equipo y dos de carbón. Los resultados mostraron un calor de combustión promedio para el carbón de 3853,26 cal/g con un error del 3,80% en comparación con los valores teóricos, lo que indica que se trataba de carbón tipo lignito.
Practica 1. determinacion de la capacidad calorificavalida51
Este documento describe un experimento para determinar la capacidad calorífica de un líquido problema (leche entera de vaca) utilizando un calorímetro. El experimento involucra mezclar agua fría y caliente o el líquido problema caliente y medir la temperatura final. Los resultados muestran que la capacidad calorífica experimental de la leche fue de 418.3 J/g°C, cercana al valor teórico de 3.98 J/g°C, con un error del 23.9%.
Este documento presenta 14 ejercicios de aplicación sobre procesos de transferencia de materia como flujo molar en sistemas reactivos, absorción, humidificación, destilación, extracción líquido-líquido, extracción sólido-líquido y secado. Cada ejercicio contiene un problema y su desarrollo resuelto. Los ejercicios abarcan diversos temas y sistemas como la eliminación de NH3, N2O y H2S, la recuperación de acetona y el cálculo de parámetros de dise
Este documento describe el flujo de fluidos a través de lechos porosos formados por partículas sólidas. Explica la ley de Darcy, que establece que la velocidad de flujo es directamente proporcional a la caída de presión e inversamente proporcional a la altura del lecho. También presenta la ecuación de Kozeny-Carman, que relaciona las características del lecho como la porosidad y la superficie específica con la pérdida de carga. Finalmente, define parámetros como
1) Las columnas empacadas se usan comúnmente para operaciones de absorción y destilación. Contienen material de empaque colocado de forma aleatoria que permite el contacto contracorriente entre las fases gas-líquido.
2) Existen diversos tipos de empaques con ventajas específicas como superficie disponible, resistencia a la corrosión y caída de presión. Las columnas empacadas son más simples que las de platos.
3) Las columnas empacadas son adecuadas cuando los platos no son factibles, como
Este documento presenta un experimento de laboratorio sobre el proceso de tamizado. El objetivo era evaluar la eficiencia de un tamiz al separar una mezcla de cal y maíz en fracciones gruesa y fina. Se realizó un análisis granulométrico inicial y luego del tamizado en mallas de diferentes tamaños. La eficiencia del tamiz fue del 67.37%. Se concluye que se debe mejorar el proceso de molienda para aumentar la eficiencia.
- La adsorción involucra la separación de una sustancia de una fase y su acumulación en la superficie de otra. Existen dos tipos de adsorción: fisisorción y quimisorción.
- Los materiales adsorbentes incluyen carbones activados, arcillas, alúminas y silicatos sintéticos o naturales con estructuras amorfas o microcristalinas que son porosas y tienen grandes áreas superficiales.
- La selección de un adsorbente depende de sus propiedades físicas y qu
Este documento introduce los procesos de transporte molecular como la transferencia de masa, momento lineal y energía térmica a través de fluidos y sólidos. Explica los procesos fundamentales de difusión molecular, incluyendo la ley de Fick, y presenta ejemplos como la evaporación y difusión. También cubre casos específicos como la difusión de gases y la difusión de una sustancia a través de otra inerte.
• Conocer los fundamentos del uso de los instrumentos y sus aplicaciones en la determinación del índice de refracción como un método de análisis en los alimentos el mismo que permitirá determinar el contenido de sólidos solubles, sólidos totales, establecer relaciones tabulares y gráficas entre: gravedad especifica, grados Brix, índice de refracción, sólidos solubles, etc.
Este documento presenta un experimento para determinar la concentración de yoduro de potasio en soluciones acuosas mediante espectrofotometría. Se realizó un barrido del espectro de absorción de una solución de yoduro de potasio para seleccionar la longitud de onda apropiada. Luego, se construyó una curva patrón mediante la medición de la absorbancia de soluciones con diferentes concentraciones conocidas de yoduro de potasio. Esto permitió determinar la relación entre absorbancia y concentración y calc
El documento describe un experimento para medir los coeficientes de difusión del alcohol y la acetona. Se llenó un capilar con cada sustancia y se midió el tiempo que tardó en secarse al aplicar una corriente de aire. Los resultados experimentales fueron similares a los valores teóricos para cada sustancia, validando la precisión del experimento.
El documento describe los conceptos básicos de la agitación y mezcla de líquidos. Explica que la agitación se refiere al movimiento mecánico de un fluido en el interior de un recipiente para lograr una circulación uniforme. Los principales tipos de agitadores son las paletas, las turbinas y las hélices, los cuales generan diferentes patrones de flujo. También cubre conceptos como los números adimensionales utilizados para calcular la potencia requerida por el agitador.
Este documento describe los fluidos pseudoplásticos y sus propiedades. Los fluidos pseudoplásticos no tienen una tensión de fluencia fija y su viscosidad disminuye con el aumento de la velocidad de deformación hasta alcanzar un valor constante. Se ofrecen dos explicaciones para este comportamiento: 1) el flujo de varillas rígidas dentro del fluido que se orientan con la deformación, reduciendo la viscosidad, y 2) el flujo de moléculas filamentosas que se desenredan con la deformación, liberando espacio en el fluido
La adsorción es un proceso en el que una especie de una mezcla fluida se adhiere a la superficie de un sólido. Los procesos de adsorción se usan para purificar y separar sustancias, donde el sólido es el adsorbente y la especie adherida es el adsorbato. Algunos ejemplos comunes de aplicaciones de la adsorción incluyen la purificación de agua, el tratamiento de aguas residuales y la deshumidificación de gases.
Un fluido no newtoniano es aquel cuya viscosidad varía con la tensión cortante aplicada en lugar de mantener un valor constante. Los plásticos de Bingham son un tipo de fluido no newtoniano que se comportan como sólidos hasta alcanzar una tensión cortante mínima, tras lo cual fluyen como fluidos newtonianos. El kétchup es un ejemplo de plástico de Bingham, ya que se vuelve sólido al reposo y requiere agitación para empezar a fluir.
Este documento describe los pasos para configurar una nueva red inalámbrica. Explica que primero se debe instalar el hardware como el enrutador y las tarjetas de red inalámbricas. Luego se configura la seguridad de la red usando una contraseña WPA2 para cifrar la transmisión de datos. Finalmente, se conectan los dispositivos a la red y se comprueba que todo funcione correctamente.
La destilación es una operación unitaria que separa los componentes de una mezcla líquida aprovechando sus diferentes presiones de vapor. El equilibrio entre las fases líquida y vapor depende de parámetros como la temperatura y la presión, y puede representarse en diagramas. El conocimiento de este equilibrio es fundamental para la destilación ya que determina la composición de cada fase.
Este documento presenta los principios fundamentales de la transferencia de masa. Explica que la transferencia de masa ocurre a través de la difusión molecular y del movimiento macroscópico de fluidos, y que los coeficientes de difusión dependen de factores como la temperatura, presión y composición del sistema. También resume las ecuaciones clave para calcular coeficientes de difusión en gases, líquidos y electrolitos, así como los mecanismos de difusión en sólidos porosos y cristalinos.
Este documento describe un experimento para determinar coeficientes de difusión. El objetivo es familiarizar a los estudiantes con los procesos de transferencia de masa y calcular coeficientes de difusión experimentalmente variando la temperatura. Se explican conceptos teóricos como la ley de Fick y diferentes mecanismos de difusión molecular. El experimento involucra hacer pasar un solvente a través de un capilar mientras se varía la temperatura para observar cómo cambia la distancia de difusión y así calcular los coeficientes.
Si todos los componentes del sistema se distribuyen entre las fases en el equilibrio, la operación se conoce como destilación fraccionada (o con frecuencia, simplemente como destilación).
CURVAS DE CALIBRACIÓN POR REFRACTOMETRÍAEmmanuelVaro
Este documento describe cómo elaborar curvas de calibración mediante refractometría para determinar la concentración de una sustancia desconocida. Explica que las curvas de calibración establecen una relación entre la concentración y una señal analítica, como el índice de refracción, permitiendo calcular la concentración de una muestra desconocida. Detalla el proceso de preparar disoluciones patrón de concentraciones conocidas, medir su índice de refracción y graficar los resultados para obtener la ecuación de la recta de
El documento trata sobre la difusión y efusión de gases. Explica la ley de Graham sobre la velocidad de difusión de gases y cómo es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la densidad. Describe los objetivos y fundamentos teóricos, así como los equipos, reactivos y procedimientos experimentales para medir la velocidad de difusión del HCl y NH3 y la velocidad de efusión del aire y CO2. Finalmente, presenta preguntas sobre los resultados y ejemplos de aplicaciones en la contaminación ambiental
Este informe presenta los resultados de un experimento para medir el calor de combustión del carbón utilizando una bomba calorimétrica. Se quemaron cuatro muestras de aproximadamente 1 g cada una, dos de ácido benzoico para calibrar el equipo y dos de carbón. Los resultados mostraron un calor de combustión promedio para el carbón de 3853,26 cal/g con un error del 3,80% en comparación con los valores teóricos, lo que indica que se trataba de carbón tipo lignito.
Practica 1. determinacion de la capacidad calorificavalida51
Este documento describe un experimento para determinar la capacidad calorífica de un líquido problema (leche entera de vaca) utilizando un calorímetro. El experimento involucra mezclar agua fría y caliente o el líquido problema caliente y medir la temperatura final. Los resultados muestran que la capacidad calorífica experimental de la leche fue de 418.3 J/g°C, cercana al valor teórico de 3.98 J/g°C, con un error del 23.9%.
Este documento presenta 14 ejercicios de aplicación sobre procesos de transferencia de materia como flujo molar en sistemas reactivos, absorción, humidificación, destilación, extracción líquido-líquido, extracción sólido-líquido y secado. Cada ejercicio contiene un problema y su desarrollo resuelto. Los ejercicios abarcan diversos temas y sistemas como la eliminación de NH3, N2O y H2S, la recuperación de acetona y el cálculo de parámetros de dise
Este documento describe el flujo de fluidos a través de lechos porosos formados por partículas sólidas. Explica la ley de Darcy, que establece que la velocidad de flujo es directamente proporcional a la caída de presión e inversamente proporcional a la altura del lecho. También presenta la ecuación de Kozeny-Carman, que relaciona las características del lecho como la porosidad y la superficie específica con la pérdida de carga. Finalmente, define parámetros como
1) Las columnas empacadas se usan comúnmente para operaciones de absorción y destilación. Contienen material de empaque colocado de forma aleatoria que permite el contacto contracorriente entre las fases gas-líquido.
2) Existen diversos tipos de empaques con ventajas específicas como superficie disponible, resistencia a la corrosión y caída de presión. Las columnas empacadas son más simples que las de platos.
3) Las columnas empacadas son adecuadas cuando los platos no son factibles, como
Este documento presenta un experimento de laboratorio sobre el proceso de tamizado. El objetivo era evaluar la eficiencia de un tamiz al separar una mezcla de cal y maíz en fracciones gruesa y fina. Se realizó un análisis granulométrico inicial y luego del tamizado en mallas de diferentes tamaños. La eficiencia del tamiz fue del 67.37%. Se concluye que se debe mejorar el proceso de molienda para aumentar la eficiencia.
- La adsorción involucra la separación de una sustancia de una fase y su acumulación en la superficie de otra. Existen dos tipos de adsorción: fisisorción y quimisorción.
- Los materiales adsorbentes incluyen carbones activados, arcillas, alúminas y silicatos sintéticos o naturales con estructuras amorfas o microcristalinas que son porosas y tienen grandes áreas superficiales.
- La selección de un adsorbente depende de sus propiedades físicas y qu
Este documento introduce los procesos de transporte molecular como la transferencia de masa, momento lineal y energía térmica a través de fluidos y sólidos. Explica los procesos fundamentales de difusión molecular, incluyendo la ley de Fick, y presenta ejemplos como la evaporación y difusión. También cubre casos específicos como la difusión de gases y la difusión de una sustancia a través de otra inerte.
• Conocer los fundamentos del uso de los instrumentos y sus aplicaciones en la determinación del índice de refracción como un método de análisis en los alimentos el mismo que permitirá determinar el contenido de sólidos solubles, sólidos totales, establecer relaciones tabulares y gráficas entre: gravedad especifica, grados Brix, índice de refracción, sólidos solubles, etc.
Este documento presenta un experimento para determinar la concentración de yoduro de potasio en soluciones acuosas mediante espectrofotometría. Se realizó un barrido del espectro de absorción de una solución de yoduro de potasio para seleccionar la longitud de onda apropiada. Luego, se construyó una curva patrón mediante la medición de la absorbancia de soluciones con diferentes concentraciones conocidas de yoduro de potasio. Esto permitió determinar la relación entre absorbancia y concentración y calc
El documento describe un experimento para medir los coeficientes de difusión del alcohol y la acetona. Se llenó un capilar con cada sustancia y se midió el tiempo que tardó en secarse al aplicar una corriente de aire. Los resultados experimentales fueron similares a los valores teóricos para cada sustancia, validando la precisión del experimento.
El documento describe los conceptos básicos de la agitación y mezcla de líquidos. Explica que la agitación se refiere al movimiento mecánico de un fluido en el interior de un recipiente para lograr una circulación uniforme. Los principales tipos de agitadores son las paletas, las turbinas y las hélices, los cuales generan diferentes patrones de flujo. También cubre conceptos como los números adimensionales utilizados para calcular la potencia requerida por el agitador.
Este documento describe los fluidos pseudoplásticos y sus propiedades. Los fluidos pseudoplásticos no tienen una tensión de fluencia fija y su viscosidad disminuye con el aumento de la velocidad de deformación hasta alcanzar un valor constante. Se ofrecen dos explicaciones para este comportamiento: 1) el flujo de varillas rígidas dentro del fluido que se orientan con la deformación, reduciendo la viscosidad, y 2) el flujo de moléculas filamentosas que se desenredan con la deformación, liberando espacio en el fluido
La adsorción es un proceso en el que una especie de una mezcla fluida se adhiere a la superficie de un sólido. Los procesos de adsorción se usan para purificar y separar sustancias, donde el sólido es el adsorbente y la especie adherida es el adsorbato. Algunos ejemplos comunes de aplicaciones de la adsorción incluyen la purificación de agua, el tratamiento de aguas residuales y la deshumidificación de gases.
Un fluido no newtoniano es aquel cuya viscosidad varía con la tensión cortante aplicada en lugar de mantener un valor constante. Los plásticos de Bingham son un tipo de fluido no newtoniano que se comportan como sólidos hasta alcanzar una tensión cortante mínima, tras lo cual fluyen como fluidos newtonianos. El kétchup es un ejemplo de plástico de Bingham, ya que se vuelve sólido al reposo y requiere agitación para empezar a fluir.
Este documento describe los pasos para configurar una nueva red inalámbrica. Explica que primero se debe instalar el hardware como el enrutador y las tarjetas de red inalámbricas. Luego se configura la seguridad de la red usando una contraseña WPA2 para cifrar la transmisión de datos. Finalmente, se conectan los dispositivos a la red y se comprueba que todo funcione correctamente.
La destilación es una operación unitaria que separa los componentes de una mezcla líquida aprovechando sus diferentes presiones de vapor. El equilibrio entre las fases líquida y vapor depende de parámetros como la temperatura y la presión, y puede representarse en diagramas. El conocimiento de este equilibrio es fundamental para la destilación ya que determina la composición de cada fase.
Este documento presenta los principios fundamentales de la transferencia de masa. Explica que la transferencia de masa ocurre a través de la difusión molecular y del movimiento macroscópico de fluidos, y que los coeficientes de difusión dependen de factores como la temperatura, presión y composición del sistema. También resume las ecuaciones clave para calcular coeficientes de difusión en gases, líquidos y electrolitos, así como los mecanismos de difusión en sólidos porosos y cristalinos.
Este documento describe un experimento para determinar coeficientes de difusión. El objetivo es familiarizar a los estudiantes con los procesos de transferencia de masa y calcular coeficientes de difusión experimentalmente variando la temperatura. Se explican conceptos teóricos como la ley de Fick y diferentes mecanismos de difusión molecular. El experimento involucra hacer pasar un solvente a través de un capilar mientras se varía la temperatura para observar cómo cambia la distancia de difusión y así calcular los coeficientes.
Este documento presenta información sobre la transferencia de masa a través de procesos de difusión y convección. Explica que la transferencia de masa ocurre cuando hay un movimiento de una propiedad como la masa, momento o energía bajo la acción de una fuerza impulsora. Describe los mecanismos de transferencia de masa convectiva y por difusión molecular y las leyes de Fick que rigen la difusión. También incluye tablas con valores típicos de coeficientes de difusión para gases y líquidos.
Este documento presenta los conceptos fundamentales de la transferencia de masa a través de la difusión y la convección. Explica que la transferencia de masa ocurre debido a gradientes de concentración y que puede ocurrir por difusión molecular o convección. También introduce las leyes de Fick que describen el flujo difusivo en sistemas estacionarios y no estacionarios.
Este documento describe varios métodos experimentales para medir la difusión molecular en gases y líquidos. Explica que la difusión en líquidos es más lenta que en gases debido a la mayor proximidad de las moléculas. También presenta ecuaciones teóricas y semiempíricas para predecir coeficientes de difusión en diferentes condiciones, así como valores experimentales típicos.
Informe 1 aplicacion de la primera ley de fick finalJose de la Cruz
Este documento trata sobre la aplicación de la primera ley de Fick en diferentes sistemas, como soluciones líquido-líquido o líquido-sólido. Explica la primera ley de Fick y cómo describe el flujo difusivo a través de una superficie. También explora la difusión del vapor de agua en jugos de fruta y bebidas no carbonatadas para determinar cambios en la difusividad. Los objetivos son determinar valores experimentales de la difusividad en el sistema vapor de agua-aire y explorar posibles camb
“Monografía de Naproxeno” realizada durante el cursado de Química Analítica II, por un grupo de estudiantes de la carrera de Farmacia (Juan José Martínez Medina, María Alejandra Morel, Silvia Lorena Polischuk, Zulma Beatriz Quintana e Ivana Magda Vicentín)de la Facultad de agroindustrias de la UNNE. Búsqueda bibliográfica y aplicación de los conceptos adquiridos durante el cursado para dilucidar las diferentes metodologías analíticas aplicables a la determinación cuali y cuantitativa de Naproxeno.
Lab. inte. i practica #5-coeficiente de difusion de fickjricardo001
Este documento presenta los resultados de un experimento para determinar el coeficiente de difusividad de permanganato de potasio (KMnO4) en agua. El experimento involucró dejar caer un cristal de KMnO4 en el centro de una placa de Petri con agua y medir el área de difusión sobre el tiempo. Usando las ecuaciones de Fick, el autor calculó el coeficiente de difusividad como 7.36x10-7 m2/s, un valor cercano al reportado en la literatura. El documento concluye que el experiment
Este documento describe el proceso de extracción sólido-líquido. Se define la extracción como la operación mediante la cual se extrae un componente soluble de un sólido mediante un solvente. Se dividen los procesos en extracción en etapa única y extracción en etapa múltiple. La extracción en etapa única considera factores como la línea de operación, el equilibrio y los balances de materia, mientras que la extracción en etapa múltiple utiliza extractores continuos y ecuaciones para cada etapa.
Este documento presenta los resultados de un experimento para demostrar la difusividad en mezclas binarias usando metanol y ácido acético como solutos y agua como solvente. Calcula los coeficientes de difusión para cada soluto-solvente usando la ecuación de Fick. Concluye que la difusividad disminuye cuando la temperatura aumenta y que la rapidez de difusión depende del soluto utilizado.
1) La cromatografía de gases es una técnica analítica utilizada para separar compuestos orgánicos basada en sus diferencias de partición entre la fase móvil gaseosa y la fase estacionaria en la columna.
2) Un cromatógrafo de gases consiste principalmente en una fase móvil gaseosa, un puerto de inyección, un horno de columna, columnas cromatográficas con una fase estacionaria, y detectores.
3) La cromatografía de gases permite separar los component
Este documento describe un experimento de laboratorio para determinar los coeficientes de difusión del alcohol y la acetona en el aire utilizando la ley de Fick. El experimento involucra medir la distancia de difusión de estos químicos a través de un tubo capilar en el aire sobre varios períodos de tiempo y luego calcular los coeficientes de difusión. Los resultados se comparan con valores teóricos reportados y muestran solo pequeñas diferencias atribuibles a las diferencias de temperatura.
Este documento presenta una introducción a los conceptos básicos de los fenómenos de transporte. Explica que un sistema termodinámico está caracterizado por variables como presión, volumen y temperatura. Describe los tres tipos de sistemas: aislados, cerrados y abiertos. También distingue entre sistemas homogéneos y heterogéneos. Presenta el sistema de unidades y clasifica los fluidos en newtonianos y no newtonianos. Define la viscosidad y explica la ley de Newton de la viscosidad.
Este documento presenta conceptos básicos sobre fenómenos de transporte. Explica que un sistema termodinámico está caracterizado por variables como presión, volumen y temperatura. Describe los tres tipos de sistemas: aislados, cerrados y abiertos. También distingue entre sistemas homogéneos y heterogéneos. Presenta información sobre transferencia de cantidad de movimiento, clasificación de fluidos newtonianos y no newtonianos, y la ley de Newton de la viscosidad.
El documento trata sobre los fenómenos de ósmosis y difusión en tejidos vegetales. Explica que la pared celular actúa como una membrana semipermeable que regula el paso de sustancias. Describe experimentos donde se observa la absorción de sacarosa y almidón por zanahorias debido a gradientes de concentración, y cómo cambios en la concentración de soluciones afectan el peso de trozos de papa a través de la ósmosis.
El presente informe de laboratorio trata sobre la realización de la gráfica de la fracción molar de la mezcla etanol-agua vs el índice de refracción. Se prepararon mezclas de etanol-agua en diferentes proporciones y se midió el índice de refracción de cada una utilizando un refractómetro. Los datos obtenidos permitieron graficar la curva de calibración cuya ecuación relaciona la fracción molar de etanol con el índice de refracción, lo que será útil para determinar la composición de mezclas des
El documento describe los diferentes procesos involucrados en una reacción catalítica heterogénea, incluyendo la difusión de reactivos y productos, la adsorción, reacción y desorción. Se explican modelos cinéticos como Langmuir-Hinshelwood y Eley-Rideal para describir la velocidad de reacción. También se detalla el procedimiento para derivar ecuaciones de velocidad a partir de mecanismos de reacción propuestos.
Práctica 9 Aplicación de la Ley de FickJasminSeufert
Experimento realizado en los laboratorios del Instituto Tecnológico de Mexicali para comprobar la Ley de Fick determinando el coeficiente de difusión del alcohol en aire para 3 diferentes sustancias con distintos porcentajes de alcohol y comparar lo obtenido con un valor teórico.
Este documento describe varios métodos para la separación y purificación de macromoléculas biológicas como proteínas, ácidos nucleicos y lípidos. Explica procesos como la extracción, purificación, cuantificación y transporte a través de métodos como la cromatografía, precipitación, ultrafiltración, sedimentación, difusión y electroforesis. También discute conceptos como el coeficiente de difusión y la teoría de procesos irreversibles para describir estos métodos a nivel molecular.
Informe cromatografia de intercambio ionicovalentinapaz90
Este documento describe la técnica cromatográfica de intercambio iónico. Explica que se basa en la separación selectiva de moléculas cargadas a través de su interacción reversible con resinas de intercambio iónico. Detalla los principios, factores que afectan la retención, y aplicaciones importantes como la medición de hemoglobina glicosilada y purificación de ácidos nucleicos. El objetivo es desarrollar el concepto de esta técnica cromatográfica y sus usos en el campo médico
1. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
RESUMEN
El objetivo fundamental del presente informe es predecir e interpretar con datos
experimentales el Fenómeno de Difusión Molecular en líquidos para los sistemas
Hidróxido de Potasio-Agua, Ácido a través de una Película Porosa (una piedra pómez y la
otra en una esponja) en Estado Estacionario, el cual se realizo en el laboratorio de
operaciones de procesos unitarios.
El método utilizado en dicho laboratorio es el experimental, ya que se procedió a
realizar las corridas y tomar datos cada cierto intervalo de tiempo de las sustancias que se
difunden en el agua, luego se procedió a realizar los cálculos propiamente mencionados en
los objetivos. Para tal fin es necesario conocer los principios básicos de difusión
molecular, así como un método para la determinación de las concentraciones del ácido
clorhídrico y del hidróxido de potasio, en nuestro caso se utilizo el método de titulación;
con el cual se pudo determinar el perfil de concentraciones y el flujo difusivo para cada
caso respectivamente.
Con el presente trabajo de hecho en el laboratorio se asimilo mejor el concepto de
difusión molecular en una película gaseosa, de ahí la importancia que tiene la difusión en
los distintos procesos y operaciones industriales
Transferencia de Masa 2
2. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
INDICE
Contenido Pág.
RESUMEN 2
ÍNDICE 3
HOJA DE NOMENCLATURA 4
INTRODUCCIÓN 5
OBJETIVOS 6
1. Objetivo General 6
2. Objetivo Específico 6
MARCO TEÓRICO 7
1. Transferencia de masa 7
2. Ley de fick para la difusión molecular: 9
3. Difusión en sólidos porosos en los que afecta la estructura: 10
4. Ejemplo de difusion en un medio poroso 12
PARTE EXPERIMENTAL 15
1. Materiales y equipos 15
2. Reactivos 15
3. Procedimiento experimental 16
CÁLCULOS Y RESULTADOS 20
DISCUSIÓN DE RESULTADOS 28
CONCLUSIONES 29
RECOMENDACIONES 29
BIBLIOGRAFÍA 31
HOJA DE NOTACIÓN
n: Numero de especies presentes en la mezcla.
V i: Velocidad absoluta de la especie i con relación a ejes estacionarios de coordenadas.
C: Concentración total de A y B en Kg. (A + B) /m3
XA: Fracción mol de A en la mezcla de Ay B.
Transferencia de Masa 3
3. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
ε: Fracción de espacios varios.
DAB: Difusividad del componente A en el componente B.
τ: Factor de corrección de la trayectoria mas larga de (Z2 – Z1).
Def: Difusividad efectiva, m2/s
H: Constante de Henry.
CA: Concentración del soluto A.
CA0: Concentración del soluto A inicial.
C2: Constante.
C1: Constante.
L: Espesor en medio poroso.
JA: Flujo molar difusible de la especie A.
(WA) i: Flujo difusivo en la dirección i.
INTRODUCCIÓN
Transferencia de Masa 4
4. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
La difusión es la tendencia natural de las moléculas a moverse desde zonas de alta
concentración hacia zonas de baja concentración. Cuando se retira la barrera entre dos
sustancias, las moléculas se redistribuyen (o difunden) por todo el recipiente, al final la
mezcla alcanza un estado de equilibrio, en que las moléculas de ambas sustancias están
mezcladas uniformemente. Por ello, las moléculas con mayor masa se difunden más
lentamente. También la difusión es un proceso molecular que depende exclusivamente de
los movimientos aleatorios de cada molécula.
La difusión de A en un sistema A y B, tiene lugar debido a la existencia de una
gradiente de concentración de A. Este fenómeno se denomina a veces difusión ordinaria
para distinguirla de la difusión de presión, de la difusión térmica y de la difusión forzada.
En la transferencia microscópica de masa, independiente de cualquier convección
que se lleve acabo dentro del sistema, se define con el nombre de difusión molecular.
La difusión molecular depende de una gradiente de concentración, donde existieran
moléculas de soluto de uno de los elementos de volumen que el otro, resultando así una
transferencia neta de una concentración mayor a una menor y el flujo de cada una de las
especies moleculares ocurre en la dirección del gradiente negativo de concentración.
La ley de Fick de la Difusión establece una relación con la difusión binaria
Transferencia de Masa 5
5. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
OBJETIVOS
1. OBJETIVO GENERAL:
Predecir e interpretar con datos experimentales el Fenómeno de Difusión
Molecular en una película porosa en líquidos para los sistemas Hidróxido de Potasio-
Agua, a través de una Película Porosa (una piedra pómez y la otra en una esponja) en
Estado Estacionario
2. OBJETIVO ESPECÍFICOS:
• Determinar el perfil de concentraciones para cada sistema.
• Determinar el flujo molar difusivo para cada sistema.
• Graficar el perfil de concentraciones en estado estacionario para cada sistema.
• Determinar las concentraciones y el flujo molar difusivo del KOH en agua en
intervalos de tiempo para cada sistema.
MARCO TEÓRICO
1. TRANSFERENCIA DE MASA:
• La transferencia de masa, estudia el movimiento de las moléculas entre fase y
fase por medio de mecanismos de difusión, convección y condiciones que les
favorece.
• La transferencia de masa es la transferencia de un constituyente de una región
de alta concentración ajena de baja concentración. [1]
Transferencia de Masa 6
6. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
1.1 Mecanismos:
En el caso de un fluido en reposo o fluyendo laminarmente en dirección
perpendicular a la gradiente de concentración, la transformación se desarrolla
únicamente como consecuencia del movimiento al azar de las moléculas de la
mezcla. [2]
1.2 Concentración total de masa o densidad:
Es la concentración total de la mezcla contenida en la unidad de volumen. [3]
n
= ∑ i − − − − − − − − − − − − − (1)
i =1
1.3 Fracción de masa (WA):
Es la concentración de la especie A, dividida entre la densidad total de la masa.
[3]
A A
WA = n
= − − − − − − − − − ( 2)
∑
i =1
i
la suma de las fracciones de maza, deben ser uno:
n
∑W i = 1 − − − − − − − − − − − − − −( 3)
i =1
1.4 Concentración molar de la especie A (CA):
Se define como el número de moles de A, presentes por unidad de volumen de
la mezcla. Por definición, un mol de cualquier especie contiene una masa
equivalente a su peso molecular. Los términos de la concentración de masa y de
la concentración molar están relacionados por medio de la siguiente expresión:
[3]
A
CA = − − − − − − − − − − − −( 4 )
MA
1.5 Concentración molar total (C):
Es el número total de moles de la mezcla, contenidos en la unidad de volumen,
esta es: [4]
n
C = ∑ Ci − − − − − − − − − − − −( 5)
i =1
1.6 Fracción molar (XA):
Transferencia de Masa 7
7. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
La fracción molar correspondiente alas mezclas de líquidos o sólidos, X A, son
las concentraciones molares de la especie A divididas entre la concentración
molar total. [4]
CA
XA = ( líquidos y sólidos ) − − − − − − − − − −( 6)
C
La suma de las fracciones molares debe ser igual a uno, por definición:
n
∑X i = 1 − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − ( 7)
i =1
1.7 Velocidades:
Es un sistema de componentes múltiples, las diferentes especies se moverán de
manera normal a diferentes velocidades. [4]
1.7.1 Velocidad promedio o media de la masa:
Se define en función de las densidades y velocidades de la masa, de todas
las componentes. [3]
n
∑ V i i n
iVi
V = i =1
n
=∑ − − − − − − − − − − − ( 8)
i =1
∑ i =1
i
1.7.2 Velocidad molar media o promedio:
Se define en función de las concentraciones molares de todos los
componentes, por medio de la expresión. [3]
n
∑C V i i n
CiVi
V= i =1
n
=∑ − − − − − − − − − − − ( 9)
i =1 C
∑C
i =1
i
2. LEY DE FICK PARA LA DIFUSIÓN MOLECULAR:
La difusión molecular (o el transporte molecular) puede definirse como la
transferencia (o el movimiento) de moléculas individuales a través de un fluido por
medio de los movimientos individuales y desordenados de las moléculas.
Podemos imaginar a las moléculas desplazándose en líneas rectas y cambiando su
dirección al rebotar con otras moléculas después de chocar con ellas. Puesto que las
Transferencia de Masa 8
8. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
moléculas se desplazan en trayectorias desordenadas, a la difusión molecular a veces
se le llama también proceso de camino desordenado.
En la Fig.(1). Se muestra esquemáticamente el proceso de difusión molecular. Se
ilustra la trayectoria desordenada que la molécula A puede seguir al difundirse del
punto (1) al (2) a través de las moléculas de B.
Si hay un número mayor de moléculas de A cerca del punto (1) con respecto
al punto (2). Entonces, y puesto que las moléculas se difunden de manera
desordenada en ambas direcciones, habrá más moléculas de A difundiéndose de (1) a
(2) que de (2) a (1). La difusión neta de A va de una región de alta concentración a
una de baja concentración. [2]
Fig. 1 Diagrama esquemático del proceso de difusión molecular
La ecuación general de la ley de Fick puede escribirse como sigue para una mezcla
de A y B.
dX A
J ∗AZ = −C DAB ..............................................................(10)
dZ
Si C es constante entonces, puesto que.
C A = CX A :
Cd A = d (CX A ) = DC A .............................................................(11)
Sustituyendo esta relación en la relación (10) para una concentración total constante.
Transferencia de Masa 9
9. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
dC A
J ∗AZ = − DAB ..............................................................(12)
dZ
Esta ecuación es la de uso mas común es muchos procesos de difusión molecular.
3. DIFUSIÓN EN SÓLIDOS POROSOS EN LOS QUE AFECTA LA
ESTRUCTURA:
Poros
Concentración
CA0
Sólido
Fig. 2 Poros del medio en el que tiene lugar la difusión
Este tipo de difusión en sólidos no depende de la estructura real del sólido. La
difusión se verifica cuando el fluido o soluto que se difunde se disuelve en el sólido
para formar una solución más o menos homogénea. [5]
3.1. Difusión de líquidos en sólidos porosos:
La difusión de líquidos en sólidos porosos se uso la ley de fick considerando
al sólido como un material de tipo homogéneo y usando una difusividad
experimental DAB. En este trabajo nos interesan los sólidos porosos que
tienen canales o espacios vacíos interconectados en el sólido, los cuales
afectan a la difusión. [2]
En el caso de que los espacios Estén totalmente llenos de agua liquida, la
concentración de sal en agua en el limite 1 es C A1 y en el punto 2 es C A2 . Al
difundirse en el agua por los volúmenes vacíos, la sal toma una trayectoria
sinuosa desconocida que es mayor que (Z2 – Z1) por un factor r, llamado
Transferencia de Masa 10
10. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
sinuosidad. (En el sólido inerte no hay difusión). Para la difusión de estado
estable de la sal de una solución diluida. [2]
D AB ( C A1 − C A 2 )
NA = E
− − − − − − − − − − − − (13)
T ( Z1 − Z 2 )
Para sólidos de tipo inerte, r puede variar desde 1.5 hasta 5. En muchos casos
resulta conveniente combinar los terminas en una expresión de difusividad
efectiva. [2]
E
D Aef = D AB m 2 / s − − − − − − − − − − − − − −(14 )
t
FIG. 3 Esquema de un sólido poroso típico
4. EJEMPLO DE DIFUSION EN UN MEDIO POROSO:
Si se tienen un recipiente con dos soluciones separadas por un medio poroso que
están perfectamente agitados tal como se muestra en la siguiente figura.
Transferencia de Masa 11
11. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
Interfase
CA0 Película
Medio poroso
Solución
Solución 2
1 CAL
Z=0 Z=L
Entonces se produce:
Interfase
CA0 Película
Medio poroso
Def. Solución
Solución 2
1
CAL
∆Z
(JA)Z (JA)Z+∆Z
Def < D
Interpretación del fenómeno:
• El fenómeno ocurre en estado estacionario.
• Las soluciones están perfectamente agitadas por lo tanto es una solución
homogénea.
• La difusión debe ocurrir en soluciones diluidas.
• La concentración de las soluciones 1 y 2 es homogénea.
• La película está formada por un medio poroso a través de la cual se difunde el
soluto A. El medio físico del material poroso incrementa la resistencia al paso del
Transferencia de Masa 12
12. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
soluto A. a través de la solución 2. ambos efectos de resistencia se determinarán
como difusividad efectiva que depende de la superficie real expuesta a la
transferencia de masa. [1]
Balance de materia
dC A
(WA ) Z − (WA ) Z +AZ = ...........(1)
dz
WA = AS J A
Reemp. (1)
(ASJA)Z-(ASJA)Z+AZ = 0
Dividiendo por AS ∆ Z
( AS J A ) Z (A J )
= − S A Z +∆ Z = 0
AS ∆ Z AS ∆ Z
Aplicando límites:
( J ∆ ) Z + ∆ Z − ( J A )Z
lim =0
∆ z→ 0 ∆Z
Derivada
−dJ A
= 0 ……………(2)
dZ
Ley de Fick para hallar el perfil de Concentraciones:
Aplicando la ley de Fick
dCA
J A = −D
dZ
Para un medio poroso
dCA
J A = −Def
dZ
En (2)
− A
dJ −
d d
= −Def CA =0
dZ dz dZ
2
d CA
Def =0
dZ 2
Integrando:
C A = C1Z + C2 ………………(3)
Evaluando las condiciones de frontera:
Para Z = 0 ; CA = CA0
Transferencia de Masa 13
13. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
Para Z = L ; CA = CAL
Reemplazando en la ec. (3):
Cuando Z = 0
C2 = CA0
Cuando Z = L
(C AL − C A0 )
C1 =
L
Reemplazando en (3):
(C AL − C A0 ) Z
CA = + C A0
L
(C AL − C A0 ) Z
C A = C A0 − Perfil de concentraciones.
L
Calculo de JA:
dC A
J A = −Def
dZ
Reemplazando valores y derivando:
(C A0 − C AL )
J A = Def
L
PARTE EXPERIMENTAL
1) MATERIALES Y EQUIPOS:
Transferencia de Masa 14
14. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
a) Para la construcción del Modulo:
Trabajamos con dos módulos para distintos tipos de medio poroso, uno fue
facilitado por el Ingeniero del curso y el otro se procedió a construir:
• 2 recipientes de igual tamaño.
• 1 Película porosa (puede ser esponja, piedra pomes o cualquier otro material
suficientemente poroso para difundir líquidos)
• Cinta adhesiva.
• Tijeras.
b) Para la determinación de Concentraciones y Tiempos:
• 2 equipos de titulación:
• 2 buretas de 50 ml.
• 2 soportes universales.
• 2 llaves de soporte.
• 2 fiolas de 1L
• 4 vasos de precipitación de 250 ml.
• 1 pipeta de 5 ml.
• 1 pipeta de 10 ml.
• 1 frasco lavador
• 1 cronometro
• 1 varilla.
2) REACTIVOS:
• HCl concentrado (36%, ρ = 1.19 g/ml.)
• KOH QP
• CH3COOH QP (ρ = 1.05 g/ml.)
• Indicador Fenoftaleína
• Agua Destilada
3) PROCEDIMIENTO:
Transferencia de Masa 15
15. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
a) Construcción del Modulo 01
Paso 1: iniciamos la construcción de un cuba de vidrio de 29.8cm de largo,
con 10 cm. de espesor y 14.9 cm. de altura.
Paso 2: Sellamos bien las intersecciones para evitar las posibles fugas de
liquido
Paso 3: Colocamos una porción de piedra pómez, en la parte media la cuba
considerando que esta debe ajustarse perfectamente al espesar y a la altura
de la misma. Esta será la membrana a utilizar la cual tiene un espesor de
……cm.
Paso 4: Se fija las intersecciones de la piedra pómez y la cuba de vidrio.
b) Construcción del Modulo 02
Paso 1: iniciamos la construcción de una estructura de plástico, utilizando 2
botellas de dicho material.
Paso 2: Cortamos las botellas en la parte media , utilizando la parte inferior,
unimos dichas partes en forma horizontal consignando en la parte media
una esponja de …..cm.
Paso 3: Sellamos la unión de ambas botellas y la esponja, para así evitar
cualquier posible fuga de líquidos.
Paso 4: Realizamos un corte rectangular de 1 x 05 cm. en ambos lados de la
estructura, cercana a la membrana la cual ayudara obtener las respectivas
alícuotas.
c) Preparación de Reactivos:
HCl (0.1 M); Medir un volumen de 8.5 ml de HCl concentrado (36%, ρ=
1.19 g/ml.) y aforar a 1 litro en la fiola agitando bien.
NaOH (0.1 M); Pesar 4 gramos de NaOH QP anhidro y diluir aforando a 1
L con agua destilada a 50ºC de temperatura.
Indicador Fenoftaleína; Disolver el indicador Fenoftaleína en una solución
que consiste en 800 ml. de Etanol y 200 ml. De agua destilada o
demonizada.
Transferencia de Masa 16
16. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
Se debe tener mucho cuidado en la manipulación de reactivos concentrados ya
que en este estado pueden ser muy corrosivos como el HCl .
d) Corridas Experimentales:
d.1) Difusión de KOH en la Cuba de Vidrio
• Paso 1: Ingresar un volumen de 100ml de agua en una de las
cámaras de la cuba de vidrio , en la otra cámara ingresamos 100 ml
de K(OH) con una concentración inicial de 0.2304 molg/l.
• Paso2: Ya que consideramos que el K(OH) es una solución incolora
, le agregamos unas gotas del indicador fenoftaleina la cual le da una
coloración violeta ,que nos servirá para la posterior titilación.
• Paso3: Transcurridos los 5primeros minutos tomamos la primera
muestra usando la pipeta para extraer una alícuota de 5ml de la
solución que corresponde a la cámara donde se encuentra el agua.
• Paso4: procedemos a titular la muestra con HCl 0.32 molg/l M
hasta la decoloración, registramos el volumen consumido que será el
correspondiente al tiempo t=0.
Nota: la titulación se realiza sobre un papel blanco para observar
bien el cambio de color de la solución; luego la solución casi
incolora se coloca cerca del área de titulación para poder distinguir
bien la intensidad de color que se debe de alcanzar para las
titulaciones posteriores.
• Paso5: Los procedimientos 4 y 5 son repetidos en intervalos de
5minutos hasta obtener una base de 10 muestras.
d.2) Difusión de KOH en la Estructura de Plástico
• Paso 1: Ingresar un volumen de 100ml de agua en una de las
cámaras de la estructura de plastico , en la otra cámara ingresamos
100 ml de K(OH) con una concentración inicial de 0.2304 molg/l.
• Paso2: Transcurridos los 3 primeros minutos tomamos la primera
muestra usando una jeringa para extraer una alícuota de 5ml de la
solución que corresponde a la cámara donde se encuentra el agua.
Transferencia de Masa 17
17. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
• Paso3: Ya obtenida la muestra esta es depositada en un vaso de
100ml, a la cual le agregamos unas gotas del indicador fenoftaleina
(sabemos que el K(OH) es una solución incolora ), la cual le da una
coloración violeta ,que nos servirá para la titilación.
• Paso4: procedemos a titular la muestra con HCl 0.32 molg/l M
hasta la decoloración, registramos el volumen consumido que será el
correspondiente al tiempo t=0.
Nota: la titulación se realiza sobre un papel blanco para observar
bien el cambio de color de la solución; luego la solución casi
incolora se coloca cerca del área de titulación para poder distinguir
bien la intensidad de color que se debe de alcanzar para las
titulaciones posteriores.
• Paso5: Los procedimientos 4 y 5 son repetidos en intervalos de 3
minutos hasta obtener una base de 10 muestras.
e. Grafico:
e.1.- Sacamos la muestra de la cuba de vidrio:
K (OH) H2O
Transferencia de Masa 18
18. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
e.2.-Depositamos la alícuota en un vaso de 100ml
e.3. Titulamos la muestra:
HClL
K(OH) +
FENOFTALEINA
Transferencia de Masa 19
19. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
CÁLCULOS Y RESULTADOS:
1. PARA UNA CUBETA RECTANGULAR:
1.1. Interpretación del fenómeno:
• Las soluciones son diluidas.
• La película esta formado por un medio poroso (piedra pómez) en la cual se disuelve
el KOH.
• La difusión es por convección natural.
• La difusión ocurre en estado estacionario.
Tabla 1: Datos del experimento:
Sistema KOH – H2O
Espesor de la película (L) 2 cm.
Concentración inicial de KOH 0.2304 molg/L
Concentración del titulante HCl. 0.3200 molg/L
t (min.) Volumen (mL) alícuota de KOH Gasto de HCl (mL)
5 5 0.05
10 5 0.1
20 5 0.4
30 5 0.3
40 5 0.6
50 5 0.6
60 5 0.6
70 5 0.6
80 5 0.6
1.2. Hallamos la concentración de la alícuota mediante el siguiente modelo
matemático:
Valicuota x Calicuota = VHCl x CHCl (1)
Calicuota = (VHCl x CHCl)/ Valicuota (2)
Tabla 2: Concentraciones de las alícuotas:
T Valicuota de KOH (mL) VHCl (mL) a Calicuota de KOH
Transferencia de Masa 20
20. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
(min.) C=0.32 molg/L (molg/L)
5 5 0.05 0.0032
10 5 0.1 0.0064
20 5 0.4 0.0256
30 5 0.3 0.0192
40 5 0.6 0.0384
50 5 0.6 0.0384
60 5 0.6 0.0384
70 5 0.6 0.0384
80 5 0.6 0.0384
1.3. Hallando las ecuaciones del perfil de concentración y el flujo molar:
C(KOH) o Def.
H2O
KOH C(KOH) L
(WKOH)x (WKOH)x +Δx
X=0 X=L
• Balance de Materia:
(WKOH) x - (WKOH) x +Δx = 0 (3)
Sabemos que: WKOH = As * JKOH (4)
Ecuación (4), reemplazamos en la ecuación (3):
(As * JKOH) x - (As * JKOH) x + Δx = 0 (5)
La ecuación (5) dividimos por As *Δx:
(A s * J K OH ) x - (A s * J KOH ) x + ∆x
=0
A s ∗ ∆x
(6)
Tomamos Lim Δx 0 en la ecuación (6):
(J K OH ) x - (J KOH ) x + ∆x
Lim∆Χ→0 =0
∆x
Transferencia de Masa 21
21. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
d ( J KOH )
− =0 (7)
dx
dC KOH
Aplicando la ley de Fick: J KOH = −Def sabiendo que Def = 1; en la
dx
ecuación (7)
d dC KOH
=0
dx dx
Integrando:
CKOH = C1* X + C2 (8)
Condiciones de Frontera:
X=0 CKOH = C (KOH) o C (KOH) o = C2
X=L CKOH = C (KOH) L C1 = (C (KOH) L - C (KOH) o)/L
Reemplazando: C1 y C2 en la ecuación (8):
(C (KOH) L -C (KOH) o )
C KOH = * X +C (KOH) o Perfil de concentraciones (9)
L
dC KOH
Reemplazamos la ecuación (9) en J KOH = −Def sabiendo que Def = 1:
dx
d (C (KOH) L -C (KOH) o )
J KOH = * X +C (KOH) o
dx L
(C (KOH) o -C (KOH) L )
J KOH = Ecuación de flujo molar
L
(10)
Tabla 3: Determinación del flujo molar y la ecuación de perfil de concentración a
diferentes tiempos en una película porosa (piedra pómez):
t C (KOH) o C (KOH) L L JKOH (molg/s.m2) C (KOH) (molg/m3)
(min.) (molg/L) (molg/L) (cm.) ecuación (10) ecuación (9)
5 0.2304 0.0032 2 0.1136*105 0.2304*103 - 0.1136*105X
10 0.2304 0.0064 2 0.1120*105 0.2304*103 - 0.1120*105X
20 0.2304 0.0256 2 0.1024*105 0.2304*103 - 0.1024*105X
30 0.2304 0.0192 2 0.1056*105 0.2304*103 - 0.1056*105X
Transferencia de Masa 22
22. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
40 0.2304 0.0384 2 0.0960*105 0.2304*103 - 0.0960*105X
50 0.2304 0.0384 2 0.0960*105 0.2304*103 - 0.0960*105X
60 0.2304 0.0384 2 0.0960*105 0.2304*103 - 0.0960*105X
70 0.2304 0.0384 2 0.0960*105 0.2304*103 - 0.0960*105X
80 0.2304 0.0384 2 0.0960*105 0.2304*103 - 0.0960*105X
1.4. Hallando el perfil de concentración y el flujo molar en estado estacionario:
Flujo molar: JKOH = 9600 molg/s.m2
Ecuación de Perfil de Concentraciones:
CKOH = 230.4 - 9600*X (molg/m3)
Grafica 1: Perfil de concentraciones en estado estacionario en una película porosa
(piedra pómez)
Cubeta Rectangular
250
200
150
CKOH
100
50
0
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03
X
2. PARA UNA CUBETA CILÍNDRICA:
2.1. Interpretación del fenómeno:
• Las soluciones son diluidas.
• La película esta formado por un medio poroso (esponja) en la cual se disuelve el
KOH.
• La difusión es por convección natural.
Transferencia de Masa 23
23. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
• La difusión ocurre en estado estacionario.
Tabla 4: Datos del experimento:
Sistema KOH – H2O
Espesor de la película (L) 3.8 cm.
Concentración inicial de KOH 0.10 molg/L
Concentración del titulante HCl. 0.32 molg/L
t (min.) Volumen (mL) alícuota de KOH Gasto de HCl (mL)
5 5 0.1
10 5 0.2
15 5 0.3
20 5 0.4
15 5 0.5
30 5 0.6
35 5 0.7
40 5 0.8
45 5 0.9
50 5 1.1
55 5 1.3
60 5 1.3
65 5 1.3
70 5 1.3
2.2. Hallamos la concentración de la alícuota mediante el siguiente modelo
matemático aplicado en la primera parte:
Valicuota x Calicuota = VHCl x CHCl (1’)
Calicuota = (VHCl x CHCl)/ Valicuota (2’)
Tabla 5: Concentraciones de las alícuotas:
T Valicuota de KOH (mL) VHCl (mL) a Calicuota de KOH
(min.) C=0.32 molg/L (molg/L)
5 5 0.1 0.0064
10 5 0.2 0.0128
15 5 0.3 0.0192
20 5 0.4 0.0256
25 5 0.5 0.0320
30 5 0.6 0.0384
35 5 0.7 0.0448
40 5 0.8 0.0512
Transferencia de Masa 24
24. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
45 5 0.9 0.0512
50 5 1.1 0.0704
55 5 1.3 0.0832
60 5 1.3 0.0832
65 5 1.3 0.0832
70 5 1.3 0.0832
2.3. Hallando las ecuaciones del perfil de concentración y el flujo molar; las
ecuaciones son las mismas que en la primera parte:
(C (KOH) L -C (KOH) o )
C KOH = * X +C (KOH) o Perfil de concentraciones
L
(9’)
(C (KOH) o -C (KOH) L )
J KOH = Ecuación de flujo molar
L
(10’)
Tabla 6: Determinación del flujo molar y la ecuación de perfil de concentración a
diferentes tiempos en una película porosa (piedra pómez):
T C (KOH) o C (KOH) L L JKOH (molg/s.m2) C (KOH) (molg/m3)
(min.) (molg/L) (molg/L) (cm.) ecuación (10) ecuación (9)
5 0.10 0.0064 3.8 2463.1579 0.10*103 – 2463.16*X
10 0.10 0.0128 3.8 2294.7368 0.10*103 – 2294.74*X
15 0.10 0.0192 3.8 2126.3158 0.10*103 – 2126.32*X
20 0.10 0.0256 3.8 1957.8947 0.10*103 – 1957.89*X
25 0.10 0.0320 3.8 1789.4737 0.10*103 – 1789.47*X
30 0.10 0.0384 3.8 1621.0526 0.10*103 – 1621.05*X
35 0.10 0.0448 3.8 1452.6316 0.10*103 – 1452.63*X
40 0.10 0.0512 3.8 1284.2105 0.10*103 – 1284.21*X
45 0.10 0.0512 3.8 1115.7894 0.10*103 – 1115.79*X
50 0.10 0.0704 3.8 778.9474 0.10*103 – 778.95*X
55 0.10 0.0832 3.8 442.1053 0.10*103 – 442.11*X
60 0.10 0.0832 3.8 442.1053 0.10*103 – 442.11*X
65 0.10 0.0832 3.8 442.1053 0.10*103 – 442.11*X
70 0.10 0.0832 3.8 442.1053 0.10*103 – 442.11*X
2.4. Hallando el perfil de concentración y el flujo molar en estado estacionario:
Transferencia de Masa 25
25. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
Flujo molar: JKOH = 442.11 molg/s.m2
Ecuación de Perfil de Concentraciones:
CKOH = 100 – 442.10*X (molg/m3)
Grafica 2: Perfil de concentraciones en estado estacionario en una película porosa
(esponja)
Cubeta Cilindrica
120
100
80
CKOH
60
40
20
0
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
X
Transferencia de Masa 26
26. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
1. PARA UNA CUBETA RECTANGULAR (PIEDRA POMÉZ):
• De la tabla 2, se pudo determinar que la concentración de la alicota de KOH en
estado estacionario es 0.0384 molg/L; ya que a partir de t = 40 min. la
concentración permanece constante es decir se llegó al estado estacionario.
• El flujo molar y el perfil de concentraciones en este tiempo (estado estacionario)
son:
Flujo molar: JKOH = 9600 molg/s.m2
Ecuación de Perfil de Concentraciones:
CKOH = 230.4 - 9600*X (molg/m3)
2. PARA UNA CUBETA CILINDRICA (ESPONJA):
• De la tabla 5, se pudo determinar que la concentración de la alicota de KOH en
estado estacionario es 0.0832 molg/L; ya que a partir de t = 60 min. la
concentración permanece constante es decir se llegó al estado estacionario.
• El flujo molar y el perfil de concentraciones en este tiempo (estado estacionario)
son:
Flujo molar: JKOH = 442.11 molg/s.m2
Transferencia de Masa 27
27. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
Ecuación de Perfil de Concentraciones:
CKOH = 100 – 442.10*X (molg/m3)
CONCLUSIONES
• Se determinó el perfil de concentraciones para cada sistema.
1. PARA UNA CUBETA RECTANGULAR (PIEDRA POMÉZ):
CKOH = 230.4 - 9600*X (molg/m3)
2. PARA UNA CUBETA CILINDRICA (ESPONJA):
CKOH = 100 – 442.10*X (molg/m3)
• Se determinó el flujo molar difusivo para cada sistema.
1. PARA UNA CUBETA RECTANGULAR (PIEDRA POMÉZ):
JKOH = 9600 molg/s.m2
2. PARA UNA CUBETA CILINDRICA (ESPONJA):
JKOH = 442.11 molg/s.m2
• Se grafico el perfil de concentraciones en estado estacionario para cada sistema.
Transferencia de Masa 28
28. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
Cubeta Rectangular
250
200
CKOH
150
100
50
0
0 0.01 0.02 0.03
X
Cubeta Cilindrica
120
100
80
CKOH
60
40
20
0
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
X
• Se determino la concentración y flujo molar difusivo para cada intervalo de tiempo,
para cada sistema
1. PARA UNA CUBETA RECTANGULAR (PIEDRA POMÉZ):
t C (KOH) o C (KOH) L L JKOH (molg/s.m2) C (KOH) (molg/m3)
(min.) (molg/L) (molg/L) (cm.) ecuación (10) ecuación (9)
5 0.2304 0.0032 2 0.1136*105 0.2304*103 - 0.1136*105X
10 0.2304 0.0064 2 0.1120*105 0.2304*103 - 0.1120*105X
20 0.2304 0.0256 2 0.1024*105 0.2304*103 - 0.1024*105X
30 0.2304 0.0192 2 0.1056*105 0.2304*103 - 0.1056*105X
40 0.2304 0.0384 2 0.0960*105 0.2304*103 - 0.0960*105X
50 0.2304 0.0384 2 0.0960*105 0.2304*103 - 0.0960*105X
60 0.2304 0.0384 2 0.0960*105 0.2304*103 - 0.0960*105X
70 0.2304 0.0384 2 0.0960*105 0.2304*103 - 0.0960*105X
80 0.2304 0.0384 2 0.0960*105 0.2304*103 - 0.0960*105X
2. PARA UNA CUBETA CILINDRICA (ESPONJA):
t C (KOH) o C (KOH) L L JKOH (molg/s.m2) C (KOH) (molg/m3)
(min.) (molg/L) (molg/L) (cm.) ecuación (10) ecuación (9)
5 0.10 0.0064 3.8 2463.1579 0.10*103 – 2463.16*X
Transferencia de Masa 29
29. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
10 0.10 0.0128 3.8 2294.7368 0.10*103 – 2294.74*X
15 0.10 0.0192 3.8 2126.3158 0.10*103 – 2126.32*X
20 0.10 0.0256 3.8 1957.8947 0.10*103 – 1957.89*X
25 0.10 0.0320 3.8 1789.4737 0.10*103 – 1789.47*X
30 0.10 0.0384 3.8 1621.0526 0.10*103 – 1621.05*X
35 0.10 0.0448 3.8 1452.6316 0.10*103 – 1452.63*X
40 0.10 0.0512 3.8 1284.2105 0.10*103 – 1284.21*X
45 0.10 0.0512 3.8 1115.7894 0.10*103 – 1115.79*X
50 0.10 0.0704 3.8 778.9474 0.10*103 – 778.95*X
55 0.10 0.0832 3.8 442.1053 0.10*103 – 442.11*X
60 0.10 0.0832 3.8 442.1053 0.10*103 – 442.11*X
65 0.10 0.0832 3.8 442.1053 0.10*103 – 442.11*X
70 0.10 0.0832 3.8 442.1053 0.10*103 – 442.11*X
RECOMENDACIONES
• Llegar temprano a la práctica y tener todos los materiales y reactivos respectivos
para la práctica.
• Trabajar con orden y siguiendo cuidadosamente el procedimiento experimental de
la presente práctica.
• Manipular los materiales y reactivos adecuadamente, aunque los reactivos de KOH
y HCl estén diluidos son peligrosos.
• Los materiales a usar deben estar necesariamente limpios, libre de impurezas con la
finalidad de que no existe una contaminación con los reactivos a usar para la
titulación de la determinación de concentraciones.
• Preparar adecuadamente la solución de HCl, para la titulación de las alícuotas de
KOH.
Transferencia de Masa 30
30. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
• Asegurar correctamente la película porosa en cada uno de los sistemas.
• Controlar adecuadamente el tiempo con respecto a la toma de datos y hacerlo hasta
que el sistema llegue a ser estacionario, para aplicar las relaciones establecidas.
BIBLIOGRAFÍA
• [1] Teoría del Cuaderno.
Transferencia de Masa 31
31. Difusión Molecular en Estado Estacionario en una Película Porosa
• [2] CRISTIE J. GEANKOPLIS, “Proceso de Transportes y operaciones Unitarios”,
compañía Editorial Continental S.A., 2 da Edición – México 1995, pag. 320-321-
350.
• [3] JAMES R. WELTY, “Fundamentos de Transferencia de Momento, Calor y
Masa”, Editorial Limusa S.A., Octava reimpresión – México 1997, pag. 533 al 542
• [4] R. B. BIRD, “Fenómenos de Transporte”, Editorial Reverte S.A., Segunda
reimpresión, México, 1995, capitulo 16.
• [5] J. M. SMITH, “Ingeniería de Cinética Química”, Editorial continental S.A.,
1ra. Edición, México, 1992, pag. 301- 305
Transferencia de Masa 32