Difusividad en líquidos Hikary Ivonne Sissy Aceves López 11100004 Lizeth Vázquez Hernández 10100657 Luis Davis Jiménez Enríquez 11100346 Armando Jaaziel Rubio Casillas 10300867 6c3 Turno Matutino 09/10/2013

Introducción La difusión de solutos en líquidos es muy importante en muchos procesos industriales, en especial en las operaciones de separación, como extracción líquido-líquido o extracción con disolventes, en la absorción de gases y en la destilación. La difusión en líquidos también es frecuente en la naturaleza, como en los casos de oxigenación de ríos y lagos y la difusión de sales en la sangre. Resulta evidente que la velocidad de difusión molecular en los líquidos es mucho menor que en los gases.

Antecedentes La difusión se considera como un resultado del paseo aleatorio de las partículas difusoras en suspensión en un fluido. Esto fue descubierto en 1827 por Robert Brown. La teoría del movimiento browniano y los fondos atomísticos de difusión fueron desarrollados por Albert Einstein. El primer estudio experimental sistemático de difusión se llevó a cabo por Thomas Graham. Se estudió la difusión en los gases en 1831-1833. En 1855, Adolf Fick, propuso su ley de difusión. Él utilizó la investigación de Graham. El afirma una profunda analogía entre la difusión y la conducción del calor o electricidad.

Desarrollo del tema La difusión molecular puede definirse como la transferencia o desplazamiento 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.

Desarrollo del tema Cuando se mezclan dos líquidos, las moléculas de uno de ellos se difunde en todas las moléculas del otro liquido de a mucho menor velocidad que cuando se mezclan dos gases. La difusión de dos líquidos se puede observarse dejando caer una pequeña cantidad de tinta en un poco de agua. Sin embargo, como las moléculas en ambos líquidos están tan cercas, cada molécula sufre miles de millones de choques antes de alejarse.

Desarrollo del tema La distancia promedio entre los choques se le llama trayectoria libre media y es mucho mas corta en los líquidos que en los gases, donde las moléculas están bastantemente separadas. Debido a las constantes interrupciones en sus trayectorias moleculares, los líquidos se difunden mucho mas lentamente que los gases.

Desarrollo del tema Las moléculas de un líquido están muy cercanas entre sí en comparación con las de un gas; la densidad y la resistencia a la difusión de un líquido son mucho mayores, por tanto, las moléculas de A que se difunde chocarán con las moléculas de B con más frecuencia y se difundirán con mayor lentitud que en los gases. Debido a esta proximidad de las moléculas las fuerzas de atracción entre ellas tiene un efecto importante sobre la difusión. En general, el coeficiente de difusión de un gas es de un orden de magnitud de unas 10 veces mayor que un líquido.

Desarrollo del tema Magnitudes de difusión: En la teoría de difusión se utilizan 5 conceptos relacionados entre sí: La velocidad u, definida en la forma habitual de longitud/tiempo. La densidad de flujo N a través de un plano, en moles/área-tiempo. La densidad de flujo J con relación a un plano de velocidad nula, en moles/área-tiempo. La concentración c y la densidad molar M, moles/volumen. El gradiente de concentración dc/db, donde b es la longitud del camino perpendicular al área a través de la cual tiene lugar la difusión.

Desarrollo del tema La rapidez de difusión se expresa por la ley de difusión de Fick, la cual establece que el flujo de masa por unidad de área (m2/s) de un componente es proporcional al gradiente de concentración.

Desarrollo del tema La difusividad, se define como el factor de proporcionalidad de la ecuación de Fick sus dimensiones se obtienen de la ecuación: Jaz= - DAB dCA/dz así: DAB = - Jaz / (dCA/dz) = (M/L2t)/ (M/L3 * 1/L) = L2/t Donde M son unidades de masa, L de longitud y t unidades de tiempo.

Desarrollo del tema

Conclusión Cuando se mezclan dos líquidos, las moléculas de uno de ellos se difunde en todas las moléculas del otro liquido de a mucho menor velocidad que cuando se mezclan dos gases Sin embargo, como las moléculas en ambos líquidos . La difusión de dos líquidos se puede observarse dejando caer una pequeña cantidad de tinta en un poco de agua. están tan cercas, cada molécula sufre miles de millones de choques antes de alejarse.

Referencias Bibliográficas Bibliografía 1)Briseño, A. (8 de Octubre de 2013). Scribd. Obtenido de http://es.scribd.com/doc/34963954/Guia-de-difusividad 2)Gamero, A. (8 de Octubre de 2013). Laboratorio Operaciones Unitarias 2. Obtenido de http://laboratoriodeprocesosquimicos.files.wordpress.com/2011/05/difusividad.pdf 3)Uchile. (8 de Octubre de 2013). Obtenido de Uchile: http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/lb/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/castroe10/02d.html