Predicción de La Difusividad
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IWQ-224 Transferencia de Materia
“Predicción de la Difusividad en Gases y Líquidos”
Rocío Riquelme Rosas Página 1
Difusividad de Gases
Predicción de la difusividad de gases.
Mediante la teoría cinética de los gases.
o =la trayectoria libre media
o =la velocidad promedio de las moléculas
En el caso de un par de moléculas no polares, la función de Lennard-Jones es una
aproximación bastante razonable.
o = es la difusividad en m2/s
o T = es la temperatura en K
o = es el-peso molecular de A en kg masa/kg mol
o = es el peso molecular de B en kg masa/kg mol
o P = es la presión absoluta en atm.
o = es un “diámetro promedio de colisión”
o es una integral de colisión basada en el potencial de Lennard-Jones.
Se recomienda la modificación de Wilke-Lee del método de Hirschfelder-Bird-Spotz para
mezclas de gases no polares o de un gas polar con un no polar.
o = difusividad, m2/s
o = temperatura absoluta, K
o , = peso molecular de A y B, respectivamente, kg/kmol
o = presión absoluta, N/m2
o = separación molecular durante el choque, nm = (rA + rB)/2
o = energía de la atracción molecular
o = constante de Boltzmann
o
= función de choque dada por la figura
*Los valores de r y pueden calcularse a partir de otras propiedades de los gases, como la viscosidad.
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(Grafico: Función de choque para la difusión, Treybal E. Robert. 2ed (2000) - Operaciones de transferencia)
(Tabla: Constantes de fuerza de gases determinadas a partir de .datos de viscosidad; Treybal E. Robert. 2ed (2000) -
Operaciones de transferencia)
(Tabla: Volúmenes atómicos y moleculares; Treybal E. Robert. 2ed (2000) - Operaciones de transferencia)
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Método semiempírico de Fuller se puede aplicar a mezclas de gases no polares o una
combinación polar-no polar
o = suma de incrementos de volúmenes estructurales
o = m2/s.
(Volúmenes atómicos de difusión para el mktodo de Fuller, Schettler y Giddingst)
Número de Schmidt de los gases:
El número de Schmidt de una mezcla gaseosa diluida de A en B es adimensional y se define
como
o = es la viscosidad de la mezcla gaseosa, que corresponde a la viscosidad de B
para una mezcla diluida Pa * s o kg/m
o = es la difusividad en m2/s
o = es la densidad de la mezcla en kg/m3.
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Difusividad de Líquidos
Predicción de difusividades en líquidos Las dimensiones para la difusividad en líquidos son las mismas que para la difusividad de gases;
longitud2/tiempo. Sin embargo, diferencia del caso de los gases, la difusividad varía apreciablemente
con la concentración.
Para soluciones diluidas de no electrolitos, se recomienda la correlación empírica de Wilke
y Chang.
o es un “parámetro de asociación” del disolvente:
o = el peso molecular del disolvente B
o = la viscosidad de B en Pa *s o kg/m
o = es el volumen molar del soluto en el punto de ebullición
ley de Stokes modificada, supone moléculas iguales.
o T= es la temperatura en K
o DAB = es la difusividad en m*/s,
o = es el volumen molar del soluto en el punto de ebullición
o = es la viscosidad de la solución en Pa . s o kg/mol