Este documento describe un experimento para determinar la difusividad del tetracloruro de carbono (CCl4) a diferentes áreas utilizando vasos de precipitado de diferentes diámetros. Se midieron los diámetros y pesos iniciales y finales de CCl4 en cada vaso. Los resultados se utilizaron para calcular la difusividad del CCl4 en cada vaso y compararlos con valores teóricos. La difusividad disminuyó ligeramente con el volumen pero fue similar en todos los vasos.

1. Practica No. 11
Difusividad en vasos
Instituto Tecnológico De
Ciudad Madero
Departamento de ingeniería química y
ambiental
LABORATORIO INTEGRAL I
Equipo: Lunes D
Integrantes No. De control
Arguelles Murillo Daniel 18071176
Bustos Alvares Odalys
Daniela
19070048
Cruz García Dulce Carely 19070067
Escobar Guzmán Daniela 19070007
Araujo Martínez Perla
Ruby
18071140
PROFESOR
Ing. Francisco Antonio Cárdenas Guerra
Realizada: 15 de noviembre del 2021
Reportada: 26 de noviembre del 2021

2. Índice
1. Objetivo...........................................................................................................................3
2. Teoría y desarrollo matemático.......................................................................................3
2.1. Difusividad...............................................................................................................3
2.2. Primera ley de Fick..................................................................................................3
3. Materiales y equipo empleado.........................................................................................4
4. Procedimiento empleado.................................................................................................4
5. Datos experimentales ......................................................................................................4
6. Resultados .......................................................................................................................5
7. Discusión de resultados...................................................................................................5
8. Comentarios ....................................................................................................................5
9. Cuestionario ....................................................................................................................5
10. Bibliografías ................................................................................................................5
11. Apéndice......................................................................................................................6

3. 1. Objetivo
Determinación la difusividad del tetracloruro de carbono a diferentes áreas.
2. Teoría y desarrollo matemático
La gran mayoría de las operaciones de transferencia tienen lugar, por lo menos en parte, en
el interior o entre fluidos en movimiento. La velocidad en que la materia puede transferirse
en un fluido está determinada por las propiedades físicas del fluido, su estado de movimiento
y el potencial propulsor. Cuando el fluido en que tiene lugar la transferencia de materia está
inmóvil o se mueve en régimen laminar perpendicular a la dirección de transporte, éste tiene
lugar por difusión molecular. La transmisión de calor por conducción es análoga a la difusión
molecular. Igualmente, los esfuerzos cortantes de los fluidos en movimiento laminar, que
podrían atribuirse a la transmisión de la cantidad de movimiento, se deben a la acción de la
viscosidad.
2.1. Difusividad
La difusión molecular puede definirse como la transferencia de moléculas individuales a
través de un fluido por medio de los desplazamientos individuales y desordenados de las
moléculas. Podemos imaginar a las moléculas desplazándose en línea recta y cambiando su
dirección al rebotar otras moléculas cuando chocan. Puesto que las moléculas se desplazan
en trayectorias al azar, la difusión molecular a veces se llama también proceso con trayectoria
aleatoria. La difusión molecular puede describirse de manera similar a la transferencia de
calor conductiva (ley de Fourier) usando la ley de Fick.
2.2. Primera ley de Fick
Esta ley describe diversos casos de difusión en un sistema que inicialmente no está en
equilibrio. La ley de Fick menciona que el flujo difusivo que atraviesa una superficie es
proporcional al gradiente de concentración. En la ecuación se menciona el movimiento de la
concentración más alta a la más baja que los átomos tienen, esto se indica mediante el signo
negativo.
Cuando en un sistema multicomponente existe un gradiente de concentración, se origina un
flujo irreversible de materia desde la región de alta concentración a la región de baja
concentración a este flujo se le llama difusión.
En las situaciones donde se tiene una gradiente de concentración de una sustancia o de
temperatura, se produce un flujo que tiende a distribuirse en toda la disolución. Las
difusividades de gases a baja densidad aumentan con la temperatura y disminuyen con la
presión.

4. 3. Materiales y equipo empleado
 4 vasos precipitados de diferente diámetro
 1 vernier
 1 Balanza
 Líquido orgánico (En este caso el CCl4).
4. Procedimiento empleado
1. Se miden los diámetros de los vasos.
2. Se agrega CCl4 a cada uno de los vasos.
3. Medir el peso inicial de cada vaso.
4. Dejar reposar durante 20 minutos.
5. Se procede a medir la pesada final.
6. Anotar los resultados.
7. Realizar los cálculos.
5. Datos experimentales
Vaso m1 (gr) m2 (gr) Dcm
100 ml 86 79.6 4.5
50 ml 53 51.2 4
25 ml 36 32.6 3
10 ml 16 14.1 2.25
𝑻𝒂𝒎𝒃 = 𝟐𝟓℃ 𝟐𝟓℃
𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 1200 𝑠
𝑷𝒂𝒕𝒎 101.7 𝑘𝑝𝑎
CTES ANTOINE DEL CCl4
A= 14.0572
B= 2914.23
C= 232.148
𝑃 = 𝑙𝑛ሺ𝑃ሻ = 𝐴 –
𝐵
𝑇 + 𝐶
ሾ𝐾𝑝𝑎ሿ

5. 6. Resultados
7. Discusión de resultados
Se observó el comportamiento que tuvo el CCl4 (tetracloruro de carbono) al utilizarlo a
temperatura ambiente en los distintos volúmenes y áreas de vasos de precipitado. De acuerdo
con los resultados obtenidos las difusividades son semejantes y va disminuyendo muy
poquito de menor a mayor volumen, así como también el cambio de la altura y pérdida de
masa de cada uno de estos recipientes.
8. Comentarios
En esta práctica se demostró cómo se presenta el fenómeno de difusividad en un líquido con
otro de diferentes características, de la sustancia utilizada en este caso fue tetracloruro de
carbono a temperatura ambiente.
Para presenciar este fenómeno se debe tener cuidado al momento que se deja caer la primera
gota y llega hasta el fondo del recipiente para tomar el tiempo correctamente y así poder
hacer los cálculos.
9. Cuestionario
1) ¿Cuándo se utiliza la ley de Fick?
Se han utilizado con frecuencia ecuaciones derivadas de las leyes de Fick para
modelar procesos de transporte pasivo en alimentos, biopolímeros, productos
farmacéuticos, poros, suelos, dinámica de poblaciones, materiales nucleares,
procesos de dopado de semiconductores, etc.
2) ¿Cómo afecta la presión en la Difusividad?
La difusividad de un sistema binario va más en función de la presión, pero del mismo
modo propone correlaciones que tiene un campo de acción limitada, para las mezclas
binarias a baja presión, DAB es inversamente proporcional a la presión ya que
aumenta la temperatura.
10.Bibliografías
 Anonimo. (2012). Ley de Fick. 26 de Noviembre de 2021, de Astropedia Sitio web:
https://astronomia.fandom.com/wiki/Ley_de_Fick
 Ley de Fick. (2015, 10 marzo). Slideshare.com.
https://es.slideshare.net/Karinanne/prctica-ix-ley-de-fick
DAB Promedio DAB teórica % de error
𝟎. 𝟎𝟖𝟐𝟎𝟕
𝒄𝒎𝟐
𝒔
0.07445
𝑐𝑚2
𝑠 10.23%

6. 11. Apéndice
Ecuaciones:
Área de contacto
𝑨 = 𝝅𝒓𝟐
Calcular para vaso de 100 ml:
ÁREA DE CONTACTO
𝐴 = 𝝅𝒓𝟐
= 𝝅ሺ𝟐. 𝟐𝟓𝒄𝒎ሻ𝟐
𝑨 = 𝟏𝟓. 𝟗𝟎𝟒𝟑 𝒄𝒎𝟐
VOLUMEN
𝑉 =
6.4 𝑔
1.59 𝑔/𝑐𝑚3
𝑽 = 𝟒. 𝟎𝟐𝟓𝟏 𝒄𝒎𝟑
DELTA Z
𝜟𝒁 =
4.0251 𝑐𝑚3
15.9043 𝑐𝑚2
Flujo molar “NA”
𝑵𝑨 =
𝒎
𝑷𝑴 · 𝑨𝒄𝒐𝒏𝒕𝒂𝒄𝒕𝒐 · 𝒕
Difusividad de AB
𝓓𝑨𝑩 =
𝑵𝑨 · 𝑹 · 𝑻ሺ𝒁𝟐 − 𝒁𝟏ሻ
𝑷 · 𝒍𝒏 ቀ
𝑷𝒂𝟐
𝑷𝒂𝟏
ቁ
Delta z
ሺ𝜟𝒁ሻ =
𝑉
𝐴
Presiones
𝑷𝒂𝟏 = 𝑷𝑨𝒕𝒎𝒐𝒔𝒇𝒆𝒓𝒊𝒄𝒂 − 𝑷𝒗𝒂𝒑
𝑷𝒂𝟐 = 𝑷𝑨𝒕𝒎𝒐𝒔𝒇𝒆𝒓𝒊𝒄𝒂
Volumen
𝑉 =
𝝅𝑫𝟐
𝟒
ሺ𝜟𝒁ሻ
Ecuación de Antoine
𝐥𝐧ሺ𝑷ሻ = 𝑨 −
𝑩
𝑻 + 𝑪

7. 𝜟𝒁 = 𝟎. 𝟐𝟓𝟑𝟎 𝒄𝒎
FLUJO MOLAR “NA”
𝑁𝐴 =
6.4𝑔
(153.82
𝑔
𝑔𝑚𝑜𝑙
) · ሺ15.9043 𝑐𝑚2ሻ · ሺ1200 𝑠ሻ
𝑵𝑨 = 𝟐. 𝟏𝟖𝟎𝟎 × 𝟏𝟎−𝟔
𝒎𝒐𝒍
𝒄𝒎𝟐 · 𝒔
CLACULANDO LA ECUACIÓN PARA PVAP
𝑷𝒗𝒂𝒑 = 𝒆
ቀ𝑨−
𝑩
𝑻+𝑪
ቁ
𝑃𝑣𝑎𝑝 = 𝑒
ቀ14.5702−
2914.23
25+232.148
ቁ
𝑷𝒗𝒂𝒑 = 𝟏𝟓. 𝟐𝟒𝟓𝟖𝑲𝑷𝒂
PRESIONES PA1 Y PA2
𝑃𝑎1 = ሺ101.7 − 15.2458ሻ 𝐾𝑃𝑎
𝑷𝒂𝟏 = 𝟖𝟔. 𝟒𝟓𝟒𝟐 𝑲𝑷𝒂
𝑃𝑎2 = 𝑃𝐴𝑡𝑚𝑜𝑠𝑓𝑒𝑟𝑖𝑐𝑎
𝑷𝒂𝟐 = 𝟏𝟎𝟏. 𝟕𝑲𝑷𝒂
DIFUSIVIDAD DE “AB”
𝒟𝐴𝐵 =
(2.1800 × 10−6 𝑚𝑜𝑙
𝑐𝑚2 · 𝑠
) · (8314
𝑐𝑚3
· 𝐾𝑃𝑎
𝑚𝑜𝑙 · 𝐾
) · ሺ298.15 𝐾ሻ · ሺ0.2530 𝑐𝑚ሻ
ሺ101.7 𝐾𝑃𝑎ሻ · 𝑙𝑛 ቀ
101.7𝐾𝑃𝑎
86.4542 𝐾𝑃𝑎
ቁ
𝓓𝑨𝑩 = 𝟎.𝟎𝟖𝟐𝟕𝟕
𝒄𝒎𝟐
𝒔

8. Calcular para vaso de 50 ml:
ÁREA DE CONTACTO
𝐴 = 𝜋𝑟2
= 𝜋ሺ2𝑐𝑚ሻ2
𝑨 = 𝟏𝟐. 𝟓𝟔𝟔𝟑 𝒄𝒎𝟐
VOLUMEN
𝑉 =
1.8 𝑔
1.59 𝑔/𝑐𝑚3
𝑽 = 𝟏. 𝟏𝟑𝟐𝟎 𝒄𝒎𝟑
DELTA Z
𝜟𝒁 =
1.1320 𝑐𝑚3
12.5663 𝑐𝑚2
𝜟𝒁 = 𝟎. 𝟎𝟗𝟎𝟎𝟖 𝒄𝒎
FLUJO MOLAR “NA”
𝑁𝐴 =
1.8𝑔
(153.82
𝑔
𝑔𝑚𝑜𝑙
) · ሺ12.5663𝑐𝑚2ሻ · ሺ1200 𝑠ሻ
𝑵𝑨 = 𝟕. 𝟕𝟔𝟎𝟏 × 𝟏𝟎−𝟕
𝒎𝒐𝒍
𝒄𝒎𝟐 · 𝒔
CALCULANDO LA ECUACIÓN PARA PVAP
𝑷𝒗𝒂𝒑 = 𝒆
ቀ𝑨−
𝑩
𝑻+𝑪
ቁ
𝑃
𝑣𝑎𝑝 = 𝑒
ቀ14.5702−
2914.23
25+232.148
ቁ
𝑷𝒗𝒂𝒑 = 𝟏𝟓. 𝟐𝟒𝟓𝟖𝑲𝑷𝒂
PRESIONES PA1 Y PA2
𝑃𝑎1 = ሺ101.7 − 15.2458ሻ 𝐾𝑃𝑎
𝑷𝒂𝟏 = 𝟖𝟔. 𝟒𝟓𝟒𝟐 𝑲𝑷𝒂
𝑃𝑎2 = 𝑃𝐴𝑡𝑚𝑜𝑠𝑓𝑒𝑟𝑖𝑐𝑎
𝑷𝒂𝟐 = 𝟏𝟎𝟏. 𝟕𝑲𝑷𝒂
DIFUSIVIDAD DE “AB”

9. 𝒟𝐴𝐵 =
(7.7601 × 10−7 𝑚𝑜𝑙
𝑐𝑚2 · 𝑠
) · (8314
𝑐𝑚3
· 𝐾𝑃𝑎
𝑚𝑜𝑙 · 𝐾
) · ሺ298.15 𝐾ሻ · ሺ0.09008 𝑐𝑚ሻ
ሺ101.7 𝐾𝑃𝑎ሻ · 𝑙𝑛 ቀ
101.7𝐾𝑃𝑎
86.4542 𝐾𝑃𝑎
ቁ
𝓓𝑨𝑩 = 𝟎.𝟎𝟏𝟎𝟒𝟗
𝒄𝒎𝟐
𝒔
Calcular para vaso de 25 ml:
ÁREA DE CONTACTO
𝐴 = 𝝅𝒓𝟐
= 𝝅ሺ𝟏. 𝟓𝒄𝒎ሻ𝟐
𝑨 = 𝟕. 𝟎𝟔𝟖𝟓 𝒄𝒎𝟐
VOLUMEN
𝑉 =
3.4 𝑔
1.59 𝑔/𝑐𝑚3
𝑽 = 𝟐. 𝟏𝟑𝟖𝟑 𝒄𝒎𝟑
DELTA Z
𝜟𝒁 =
2.1383 𝑐𝑚3
7.0685 𝑐𝑚2
𝜟𝒁 = 𝟎. 𝟑𝟎𝟐𝟓 𝒄𝒎
FLUJO MOLAR “NA”
𝑁𝐴 =
3.4 𝑔
(153.82
𝑔
𝑔𝑚𝑜𝑙
) · ሺ7.0685𝑐𝑚2ሻ · ሺ1200 𝑠ሻ
𝑵𝑨 = 𝟐. 𝟔𝟎𝟓𝟖 × 𝟏𝟎−𝟔
𝒎𝒐𝒍
𝒄𝒎𝟐 · 𝒔
CALCULANDO LA ECUACIÓN PARA PVAP
𝑷𝒗𝒂𝒑 = 𝒆
ቀ𝑨−
𝑩
𝑻+𝑪
ቁ
𝑃𝑣𝑎𝑝 = 𝑒
ቀ14.5702−
2914.23
25+232.148
ቁ
PRESIONES PA1 Y PA2
𝑃𝑎1 = ሺ101.7 − 15.2458ሻ 𝐾𝑃𝑎
𝑷𝒂𝟏 = 𝟖𝟔. 𝟒𝟓𝟒𝟐 𝑲𝑷𝒂
𝑃𝑎2 = 𝑃𝐴𝑡𝑚𝑜𝑠𝑓𝑒𝑟𝑖𝑐𝑎
𝑷𝒂𝟐 = 𝟏𝟎𝟏. 𝟕𝑲𝑷𝒂
DIFUSIVIDAD DE “AB”

10. 𝒟𝐴𝐵 =
(2.6058 × 10−6 𝑚𝑜𝑙
𝑐𝑚2 · 𝑠
) · (8314
𝑐𝑚3
· 𝐾𝑃𝑎
𝑚𝑜𝑙 · 𝐾
) · ሺ298.15 𝐾ሻ · ሺ0.3025 𝑐𝑚ሻ
ሺ101.7 𝐾𝑃𝑎ሻ · 𝑙𝑛 ቀ
101.7𝐾𝑃𝑎
86.4542 𝐾𝑃𝑎
ቁ
𝓓𝑨𝑩 = 𝟎.𝟏𝟏𝟖𝟐𝟗
𝒄𝒎𝟐
𝒔
Calcular para vaso de 10 ml:
ÁREA DE CONTACTO
𝐴 = 𝝅𝒓𝟐
= 𝝅ሺ𝟏. 𝟏𝟐𝟓𝒄𝒎ሻ𝟐
𝑨 = 𝟑. 𝟗𝟕𝟔𝟎 𝒄𝒎𝟐
VOLUMEN
𝑉 =
1.9 𝑔
1.59 𝑔/𝑐𝑚3
𝑽 = 𝟏. 𝟏𝟗𝟒𝟗 𝒄𝒎𝟑
DELTA Z
𝜟𝒁 =
1.1949 𝑐𝑚3
3.9760 𝑐𝑚2
𝜟𝒁 = 𝟎. 𝟑𝟎𝟎𝟓 𝒄𝒎
FLUJO MOLAR “NA”
𝑁𝐴 =
1.9 𝑔
(153.82
𝑔
𝑔𝑚𝑜𝑙
) · ሺ3.9760𝑐𝑚2ሻ · ሺ1200 𝑠ሻ
𝑵𝑨 = 𝟐. 𝟓𝟖𝟖𝟖 × 𝟏𝟎−𝟔
𝒎𝒐𝒍
𝒄𝒎𝟐 · 𝒔
CALCULANDO LA ECUACIÓN PARA PVAP
𝑷𝒗𝒂𝒑 = 𝒆
ቀ𝑨−
𝑩
𝑻+𝑪
ቁ
𝑃
𝑣𝑎𝑝 = 𝑒
ቀ14.5702−
2914.23
25+232.148
ቁ
𝑷𝒗𝒂𝒑 = 𝟏𝟓. 𝟐𝟒𝟓𝟖𝑲𝑷𝒂
PRESIONES PA1 Y PA2
𝑃𝑎1 = ሺ101.7 − 15.2458ሻ 𝐾𝑃𝑎
𝑷𝒂𝟏 = 𝟖𝟔. 𝟒𝟓𝟒𝟐 𝑲𝑷𝒂
𝑃𝑎2 = 𝑃𝐴𝑡𝑚𝑜𝑠𝑓𝑒𝑟𝑖𝑐𝑎
𝑷𝒂𝟐 = 𝟏𝟎𝟏. 𝟕𝑲𝑷𝒂

11. DIFUSIVIDAD DE “AB”
𝒟𝐴𝐵 =
(2.5888 × 10−6 𝑚𝑜𝑙
𝑐𝑚2 · 𝑠
) · (8314
𝑐𝑚3
· 𝐾𝑃𝑎
𝑚𝑜𝑙 · 𝐾
) · ሺ298.15 𝐾ሻ · ሺ0.3005 𝑐𝑚ሻ
ሺ101.7 𝐾𝑃𝑎ሻ · 𝑙𝑛 ቀ
101.7𝐾𝑃𝑎
86.4542 𝐾𝑃𝑎
ቁ
𝓓𝑨𝑩 = 𝟎.𝟏𝟏𝟔𝟕𝟒
𝒄𝒎𝟐
𝒔
CÁLCULO DE LA DIFUSIVIDAD PROMEDIO
𝒟𝐴𝐵 =
(0.08277
𝑐𝑚2
𝑠 ) + (0.01049
𝑐𝑚2
𝑠 ) + (0.11829
𝑐𝑚2
𝑠 ) + (0.11674
𝑐𝑚2
𝑠 )
𝟒
𝓓𝑨𝑩 = 𝟎.𝟎𝟖𝟐𝟎𝟕
𝒄𝒎𝟐
𝒔
DIFUSIVIDAD TEÓRICA
Ecuaciones:
Ecuación de Chapman-Enskog
𝓓𝑨𝑩 = 𝟎.𝟎𝟎𝟏𝟖𝟓𝟖𝟑
√𝑻𝟑
(
𝟏
𝑴𝑨
+ 𝟏
𝑴𝑩
)
𝑷𝝈𝟐
𝑨𝑩𝜴𝑫𝑨𝑩
εAB / k
𝜺𝑨𝑩
𝑲
= √ቀ
𝜺𝑨
𝑲
ቁ ቀ
𝜺𝑩
𝑲
ቁ
σAB
𝝈𝑨𝑩 =
𝝈𝑨 + 𝝈𝑩
𝟐
Datos:
CCL4 (A) Aire (B)
PM (g/mol): 153.82 PM (g/mol): 28.97

12. ε/K (K): 327 ε/K (K): 97
σ (Angstroms): 5.881 σ (Angstroms): 3.617

13. Cálculos:
CALCULO DE “ΕAB/K”
𝜀𝐴𝐵
𝐾
= √ሺ327 𝐾ሻሺ97 𝐾ሻ
𝜺𝑨𝑩
𝑲
= 𝟏𝟕𝟖. 𝟎𝟗𝟖𝟐 𝑲
CALCULO DE “ΣAB”
𝜎𝐴𝐵 =
5.881 + 3.617
2
𝝈𝑨𝑩 = 𝟒. 𝟕𝟒𝟗 𝑨𝒏𝒈𝒔𝒕𝒓𝒐𝒎𝒔
CALCULO DE “KT/ΕAB” A 25°C
𝐾𝑇
𝜀𝐴𝐵
=
298.15 𝐾
178.0982 𝐾
𝑲𝑻
𝜺𝑨𝑩
= 𝟏. 𝟔𝟕𝟒𝟎
 Del Libro del BIRD, tabla B-2 con KT/εAB = 1.4601, interpolando obtenemos:
ΩDAB = 1.1467
CÁLCULO DE DIFUSIVIDAD TEÓRICA
𝒟𝐴𝐵 = 0.0018583
√ሺ298.15 𝐾ሻ3 (
1
153.82
𝑔
𝑚𝑜𝑙
+ 1
28.97
𝑔
𝑚𝑜𝑙
)
ሺ1.00626 𝑎𝑡𝑚ሻሺ4.749ሻ2ሺ1.1467ሻ
𝓓𝑨𝑩 = 𝟎.𝟎𝟕𝟒𝟒𝟓
𝒄𝒎𝟐
𝒔

14. CALCULO DEL PORCENTAJE DE ERROR
%𝑬𝒓𝒓𝒐𝒓 = |
𝓓𝑻𝒆ó𝒓𝒊𝒄𝒂 − 𝓓𝑬𝒙𝒑𝒆𝒓𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒂𝒍
𝓓𝑻𝒆ó𝒓𝒊𝒄𝒂
| 𝒙𝟏𝟎𝟎
%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = |
0.07445 − 0.08207
0.07445
| 𝑥100
%𝑬𝒓𝒓𝒐𝒓 = 𝟏𝟎. 𝟐𝟑 %