Prctica No. 1: Determinacin del coeficiente de difusin en celdas de Arnold

OBJETIVODeterminacin experimental de los coeficientes de difusin gaseosa en celdas de Arnold.

INTRODUCCINCuando un sistema contiene dos o mas componentes cuyas concentraciones varian en un extremo, hay un transporte de un constituyente, de una region de alta concentracion a una de concentracion baja, se denomina transferencia de masa. La masa se puede transferir por movimiento molecular en fluidos en reposo, a este fenomeno se le conoce como Difusividad.El metodo de difusion gaseosa se basa en la distinta velocidad de difusion de los gases con diferente masa molecular. La velocidad de difusion de un gas es inversamente proporcional a la raiz cuadrada de su masa; al pasar por una barrera porosa, los atomos ligeros se difunden mas rapidamente que los atomos mas pesados, el movimiento de tales moleculas esta descrito por el flux, el cual esta relacionado con la difusividad por medio de la Primera Ley de Fick para que se conserve a presion y a temperatura constante.

FUNDAMENTO TEORICO.

Las celdas de ArnoldEstas celdas han sido ampliamente usadas para determinar la difusividad en la evaporacion de solventes. Su construccion ha sido tanto en metal como en vidrio. El principio se basa en la medicion de la masa de la especie A evaporada en la celda a traves de la especie B, que es un gas estancado ( NB = 0 ), a presion y temperatura constante a regimen permanente. Bajo estas condiciones, la integracion de la ecuacion resulta:

Donde:

*C =es la concentracion total o la densidad de la mezcla gaseosa (C=P/RT).

*(z2-z1) =es la diferencia de la altura que ocupa el gas en la celda, esto es en la region del gas estancado (esta diferencia se mide normalmente con un catetometro).

EQUIPO AUXILIAR Pie de Rey Cronometro Pipetas Pasteur 4 celdas de diametro pequeno Conductor de flujo de aire (manguera de hule) Gradilla para soporte de los tubos Termometro Vaso de precipitados de 600 ml Parrilla

SUSTANCIAS Acetona Cloroformo Alcohol metlico

PROCEDIMIENTO DE OPERACION.1. Verificar que las celdas d Arnold esten limpias y secas.2. Ajustar la parrilla, con el bano maria a 50C (hay que tener cuidado en mantener la temperatura constante).3. Acomodar las celdas de Arnold en la gradilla, estas se ajustaran al tamano de los orificios de la gradilla.4. Realizar las marcas en las celdas hasta donde se llenara cada sustancia (aproximadamente a un centimetro del borde superior).5. Colocar el filtro de aire, de manera que se alcance a proporcionar aire a las cuatro celdas.6. Encender el filtro de aire.7. En cada celda colocar acetona, etanol y cloroformo respectivamente.8. Medir el tiempo que tarda en difundirse cada componente (procurando que sea alrededor de una hora y media).9. Reportar los resultados y obtener el grfico de Difusividad vs. tiempo.

Frmulas: