Practica 2 Difusividad agua y etanol en aire - ALINE CARRILLO

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UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE 
TABASCO 
DIVISIÓN ACADÉMICA MULTIDISCIPLINARIA DE JALPA DE 
MÉNDEZ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TRANSFERENCIA DE MASA 
“DIFUSIVIDAD ETANOL Y AGUA” 
INGENIERÍA PETROQUÍMICA 
PROFESOR: 
David Guerrero Zarate 
ALUMNOS: 
Karla G. Bernal Campos 
Luis Gerardo Rodríguez Antonio 
Aline Michelle Carrillo Torres 
Hebert García López 
Jhojan Jesús Vega Jiménez 
José Antonio Hernández López 
 
 
INTRODUCCIÓN 
Una parte importante de las operaciones unitarias en Ingeniería química está 
relacionada con el problema de modificar la composición de soluciones y mezclas 
mediante métodos que no impliquen, necesariamente, reacciones químicas. Por lo 
común estas operaciones se encaminan a separar las partes componentes de una 
sustancia. 
En el caso de mezclas, las separaciones pueden ser totalmente mecánicas, como 
la filtración de un sólido a partir de una suspensión en un líquido, la clasifícación 
de un sólido por tamaño de partícula mediante cribado o la separación de 
partículas en un sólido basándose en su densidad. Por otra parte, si las 
operaciones cambian la composición de soluciones, entonces se conocen como 
operaciones de transferencia de masa; éstas son las que nos interesan aquí. Es 
mucha la importancia de estas operaciones. Raro es el proceso químico que no 
requiere de la purificación inicial de las materias primas o de la separación final de 
los productos y subproductos; para esto, en general, se utilizan las operaciones de 
transferencia de, masa. Quizá se podría apreciar rápidamente la importancia de 
este tipo de separaciones en una planta procesadora, si se observa la gran 
cantidad de torres que llenan una moderna refinería de petróleo: en cada una de 
las torres se realiza una operación de transferencia de masa 
Las operaciones de transferencia de masa se caracterizan por transferir una 
sustancia a través de otras a escala molecular. 
En este trabajo nos iremos a una de las ramas de las operaciones de transferencia 
de masa, y a la que nos referimos es a la difusividad. 
La difusividad, o coeficiente de difusión, DAB de un componente A en una solución 
B, es una constante de proporcionalidad entre el flujo de masa y el gradiente de 
concentración. El gradiente de concentración puede considerarse por consiguiente 
como una fuerza impulsora. 
La fuerza impulsora para la transferencia es una diferencia de concentración o un 
gradiente de concentración, de la misma forma que una diferencia de temperatura 
o un gradiente de temperatura constituye la fuerza impulsora para la transmisión 
de calor. 
En esta práctica abordaremos este tema a partir de dos pequeños cálculos que 
haremos relacionando el tiempo, la temperatura y la masa. 
 
 
Objetivos: 
-Hallar los cálculos correspondientes a la difusividad del agua y del etanol 
-Aprender a reconocer características propias de la transferencia de masa 
-Relacionar ramas de la transferencia de masa y cómo interactúan entre sí 
Materiales y sustancias: 
 Balanza Analítica 
 2 Vidrio de reloj 
 2 Pipeta Pasteur 
 Cronometro 
 Etanol 
 Piceta con agua destilada 
Metodología: 
Etanol 
|
𝟎.𝟎𝟏𝟏 𝒍𝒃𝒆𝒕𝒂𝒏𝒐𝒍
 𝒍𝒃𝒂𝒊𝒓𝒆
|
𝟏 𝒍𝒃𝒎𝒐𝒍𝒆𝒕𝒂𝒏𝒐𝒍
𝟒𝟔 𝒍𝒃𝒆𝒕𝒂𝒏𝒐𝒍
|
𝟐𝟗 𝒍𝒃𝒂𝒊𝒓𝒆
𝟏 𝒍𝒃𝒎𝒐𝒍𝒂𝒊𝒓𝒆
= 0.0069
 𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙
𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙𝑎𝑖𝑟𝑒
 
|𝟎.𝟎𝟏𝟒 𝒍𝒃𝒆𝒕𝒂𝒏𝒐𝒍
𝟏𝒃𝒂𝒊𝒓𝒆
|
𝟏 |𝒃𝒎𝒐𝒍𝒆𝒕𝒂𝒏𝒐𝒍
𝟒𝟔|𝒃𝒆𝒕𝒂𝒏𝒐𝒍
|
𝟐𝟗 |𝒃𝒂𝒊𝒓𝒆
𝟏 |𝒃𝒎𝒐𝒍𝒂𝒊𝒓𝒆
= 𝟎. 𝟎𝟏𝟏
|𝒃𝒎𝒐𝒍𝒆𝒕𝒂𝒏𝒐𝒍
|𝒃𝒎𝒐𝒍𝒂𝒊𝒓𝒆
 
𝒎𝑨𝟐 =
𝟐𝑷 𝑷𝑨𝑴𝑨
𝑹𝑻
ℓ𝑛 |
1−𝑦𝐴∞
1−𝑦𝐴5
| 𝐷𝐴𝐵 t 
𝒎𝑨𝟐 =
𝟐(𝟏𝒂𝒕𝒎)(𝟕𝟖𝟗
𝒌𝒈
𝒎𝟑
⁄ )(𝟒𝟔. 𝟎𝟕)
𝟎. 𝟎𝟖𝟐𝟎𝟓
𝒂𝒕𝒎𝑳
𝒎𝒐𝒍𝑲
 . 𝟕𝟒. 𝟏𝟐𝑲
ℓ𝜂 |
1 − 0.0069
1 − 0.011
| 𝐷𝐴𝐵 𝑡 
=49.449 𝐷𝐴𝐵 𝑡 
𝐷𝐴𝐵 =
𝑚
∝
= −
0.053
49.449
= −0.001 
𝒎𝑨𝟐 = 𝟒𝟗. 𝟒𝟒𝟗(−𝟎. 𝟎𝟎𝟏) = −𝟎. 𝟎𝟓𝟐 
 
 
Conversión de lbmol del agua 
0.011𝑙𝑏𝐻2𝑂
𝑙𝑏𝑎𝑖𝑟𝑒
|
1 𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙𝐻2𝑂
18𝑙𝑏𝐻2𝑂
|
29𝑙𝑏𝑎𝑖𝑟𝑒
1𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙𝑎𝑖𝑟𝑒
= 0.0177
𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙𝐻2𝑂
𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙𝑎𝑖𝑟𝑒
 
0.014𝑙𝑏𝐻2𝑂
𝑙𝑏𝑎𝑖𝑟𝑒
|
1𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙𝐻2𝑂
19𝑙𝑏𝐻2𝑂
|
29𝑙𝑏𝑎𝑖𝑟𝑒
1𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙𝑎𝑖𝑟𝑒
= 0.0306
𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙𝐻2𝑂
𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙𝑎𝑖𝑟𝑒
 
Agua 
𝒎𝑨𝟐 =
𝟐𝑷 𝑷𝑨𝑴𝑨
𝑹𝑻
ℓ𝑛 |
1 − 𝑦𝐴∞
1 − 𝑦𝐴5
| 𝐷𝐴𝐵 
𝒎𝑨𝟐 =
𝟐(𝟏𝒂𝒕𝒎)(𝟗𝟗𝟕
𝒌𝒈
𝒎𝟑
⁄ )(𝟏𝟖)
𝟎. 𝟎𝟖𝟐𝟎𝟓
𝒂𝒕𝒎𝑳
𝒎𝒐𝒍𝑲
 . 𝟕𝟒. 𝟏𝟐𝑲
ℓ𝜂 |
1 − 0.0177
1 − 0.0306
| 𝐷𝐴𝐵 𝑡 
𝒎𝑨𝟐 = 𝟕𝟖. 𝟎𝟏𝟖 𝐷𝐴𝐵 𝑡 
𝐷𝐴𝐵 =
𝑚
∝
= −
0.744
78.018
= −0.00953 
 
𝒎𝑨𝟐 = 𝟕𝟖. 𝟎𝟏𝟖(−𝟎. 𝟎𝟎𝟗𝟓𝟑) = −𝟎. 𝟕𝟒 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resultados 
 
Estas tablas nos muestran la representación de cómo va descendiendo la masa 
conforme se van destilando nuestras sustancias y podemos hacer una 
comparativa de la diferencia de estas en cuanto al tiempo. 
Conclusión 
La transferencia de masa es la tendencia de uno o más componentes de una 
mezcla a transportarse desde una zona de alta concentración del o de los 
componentes a otra zona donde la concentración es menor. 
Tienen una gran importancia desde el punto de vista químico industrial, ya que es 
muy difícil encontrar un proceso químico que no requiera previamente la 
purificación de la materia prima o un producto intermedio, o simplemente separar 
el o los productos finales del proceso de sus subproductos. Las mismas casi 
siempre van acompañadas de operaciones de transferencia de calor y del 
movimiento o flujo de fluidos. 
Las operaciones con transferencia de masa están presentes en la producción de 
fertilizantes, la industria azucarera, la producción de ácidos sulfúrico y clorhídrico, 
las refinerías de petróleo, etc. 
y = -0.0535x + 225.27
R² = 0.8892
0
50
100
150
200
250
0 200 400 600 800
Agua
y = -0.7447x + 165.87
R² = 0.9932
0
50
100
150
200
0 50 100 150 200 250
Etanol
https://www.ecured.cu/Concentraci%C3%B3n
https://www.ecured.cu/Materia_prima
https://www.ecured.cu/Calor
https://www.ecured.cu/Masa
https://www.ecured.cu/Petr%C3%B3leo
Este primer experimento ejemplificando la relación entre masa, temperatura y 
tiempo nos ha servido para poder tener una introducción más amplia al mundo de 
la transferencia de masa.