PRACTICA N1 OPERACIONES UNITARIA IIDIFUSION MOLECULAR1. OBJETIVO: Determinar el coeficiente de difusividad para el sistema vapor de agua aire y comparar con el valor reportado en la bibliografa. Determinar el coeficiente de difusividad para el sistema azcar-caf con leche Determinar el mtodo de difusin molecular para el objetivo 1 y 22. MARCO TEORICO:Para la difusin en diferencia de concentracionesSe relaciona la diferencia de concentraciones con la ley de fick.

M: Velocidad de difusin de un componente expresado por unidad de tiempo, tambin se denomina velocidad msica de difusinA: rea perpendicular a la direccin de la difusinC: concentracin en masa por unidad de volumenZ: distancia en direccin a la difusin.DAB: Coeficiente de difusin o difusividad. Es una propiedad de transporte va a depender de la T, P y la composicin del sistema.

Losgrados Brix(smboloBx) sirven para determinar el cociente total desacarosao sal disuelta en un lquido; es una medida de la concentracin de azcar en una disolucin. Una solucin de 25 Bx contiene 25gdeazcar(sacarosa) por 100gde lquido. Dicho de otro modo, en 125 g de solucin hay 25 g de sacarosa y 100 g de agua.Los grados Brix se cuantifican con unsacarmetro-que mide ladensidad(ogravedad especfica) de lquidos- o, ms fcilmente, con unrefractmetro.

Tablas: grados brix en funcin de la densidad

3. MATERIAL Y EQUIPO: Muestra problema: Agua destilada, clorur de calcio, terrones de azcar, leche, caf. Frasco, frasco de 10 cm de dimetro x 12 cm de altura. Tubo de ensayo. Balanza Refractmetro Regla Termmetro Cinta ms King tape.4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE DIFUSION:Para el sistema vapor de agua aire Colocar en un tubo de ensayo la muestra problema Frasco rotulado con cinta masking. Introducir sustancia higroscpica en recipiente donde se colocara el tubo de ensayo con la muestra problema.MUESTRA PROBLEMA: AGUA DESTILADA

Medicin inicial de la densidad y la temperatura Posteriormente se introduce en el frasco, hermticamente. Procedimiento de clculo:

La densidad se extrae al inicio del amuestra y se determina por el mtodo del picnmetro. N es la reduccin de la altura de la muestra problema durante el experimento.

Concentracin de vapor de agua en la superficie del lquido:

M: peso molecular del vapor de agua. P: se calcula a partir del vapor de agua a la temperatura del experimento (presin de vapor saturado). T: Se mide en laboratorio. C2: El experiment busca que el aire sea seco, debido a esto se usa el CaCl2, por tanto este atrapa el agua y mantiene el aire seco.

Finalmente el clculo de la difusividad es mediante la frmula siguiente:

5. RESULTADOS:MUESTRA: AGUA DESTILADAINICIOTERMINO

DENSIDAD: 1.02 gr/mlDENSIDAD: 0.98 gr/ml

TEMPERATURA: 23 CTEMPERATURA: 23 C

HORA INICIO: 13:18 PM (09/09/14)HORA TERMINO: 13:15 PM (16/09/14)

DATOS:CALCULO DE DENSIDAD PROMEDIO:

(Z2-Z1)= 3 cmN= 1cmCALCULO DE TIEMPO:

CONSTANTE GENERAL DE LOS GASES:R: 0.08206 atm*lt/mol KCALCULO DE LA DIFUSIVIDAD DEL AGUA DESTILADA (TEORICO)DAB= 0.260 cm2/segT= 25 C

CALCULO DE DIFUSIVIDAD DEL AGUA DESTILADA (EXPERIMENTAL):Determinacin de la presin de experimental: T: 23 C TABLA DE VAPOR SATURADO DE AGUA (INTERPOLACION)20 (C)..0.02339 8 (bar)23.. X25.. 0.03169

CALCULO DE DIFUSIVIDAD EXPERIMENTAL:

Llevar datos de laboratorio a nivel de AREQUIPA:

ECUACION UTILIZADA:

EA/K (AGUA): 356EA/K (AIRE) : 97

EA/K (MUESTRA PROBLEMA: AIRE Y AGUA)

CALCULO PARA DATO EXPERIMENTAL (TABLAS)

INTERPOLACION PARA CALCULO DE KT/E 1.55..1.1821.5767.. X1.60..1.167

CALCULO PARA DATO EXPERIMENTAL (TABLAS)

INTERPOLACION PARA CALCULO DE KT/E 1.55..1.1821.5767.. X1.60..1.167

CALCULO DE DIFUSIVIDAD A CONDICIONES DE LA CIUDAD DE AREQUIPA:

CALCULO DE % DE ERROR DE DIFUSIVIDAD:

EXPERIMENTO 2: AZCAR SE DIFUNDE EN LECHE CON CAFAZCAR LECHE CON CAFTabla de distancias y densidadesdistanciadensidad de la solucion(g/ml)

Z (cm)(30 min)(60min)

01.0661.0733

31.0511.0533

61.0351.0420

91.0301.0340

121.0101.0200

Tabla de densidades y grados brixdistanciatiempo (30min)tiempo (30min)

Z (cm)densidad (g/ml)Brix (%)densidad (g/ml)Brix (%)

01.066016.91.073318.5

31.051113.41.053313.9

61.03549.61.042011.2

91.03178.71.03409.3

121.01013.31.02136.1

ClculosLa densidad de la leche al inicio antes del mezclado fue de 1.01 gr/cm3 lo que equivale a 3 grados brixAhora convertiremos los grados brix a concentracin la que ser la concentracin 1Densidad del azzucar (sacarosa) = 1.587 gr/ cm3Hallamos el volumen de los 3 grados brix

Ahora hallamos la concentracin (C1) asumiendo k la densidad del agua es 1 gr/cm3Con siguiente formula calcularemos la dfusividad

Calculo de la difusividad en los primeros 30 minAhora hallamos la difusividad para 3cmDatos:Desnsidad=1.0511 gr/cm3Z2=0 cmZ1=12cmN=3cmt=30min=1800 segundosHallamos la concentracin 2

Para 6 cmDatos:Desnsidad=1.0317gr/cm3Z2=0 cmZ1=12cmN=9cmt=30min=1800 segundosHallamos la concentracin 2

Para 9 cmDatos:Desnsidad=1.0317gr/cm3Z2=0 cmZ1=12cmN=6cmt=30min=1800 segundosHallamos la concentracin 2

Para 12 cmDatos:Desnsidad=1.0101gr/cm3Z2=0 cmZ1=12cmN=12cmt=30min=1800 segundosHallamos la concentracin 2

Calculo de la difusividad en los primeros 60 minAhora hallamos la difusividad para 3cmDatos:Desnsidad=1.0533 gr/cm3Z2=0 cmZ1=12cmN=3cmt=60min=3600 segundosHallamos la concentracin 2

Para 6 cmDatos:Desnsidad=1.042gr/cm3Z2=0 cmZ1=12cmN=9cmt=60min=3600 segundosHallamos la concentracin 2

Para 9 cmDatos:Desnsidad=1.034gr/cm3Z2=0 cmZ1=12cmN=6cmt=60min=3600 segundosHallamos la concentracin 2

Para 12 cmDatos:Desnsidad=1.0213gr/cm3Z2=0 cmZ1=12cmN=12cmt=60min=3600 segundosHallamos la concentracin 2

Resultadosdistanciatiempo (30min)tiempo (60min)

Z (cm)densidad (g/ml)Brix (%)DAB(cm2/seg)densidad (g/ml)Brix (%)DAB(cm2/seg)

31.051113.40.21981.053313.90.1074

61.03549.60.67781.04211.20.2793

91.03178.71.1681.0349.30.6382

121.01013.32.4831.02136.11.391

DISTANCIA (cm) VS DIFUSIVIDAD (cm2/seg) Observacin Se puede ver que la difusividad es directamente proporcional con la distancia. Cuanto mayor sea la distancia mayor ser la difusividad Tambin se puede observar que la difusividad es mayor al inicio y conforme va pasando el tiempo disminuye. Debido a que el azcar se est difundiendo,

6. CONCLUSIONES: En el presente laboratorio experimental se determin la difusividad del agua destilada, el cual tericamente tiene un valor igual a 0.260 cm2/seg, y experimentalmente el valor fue de 0.3072 cm2/seg; razn por la cual el porcentaje de error fue de 18.154%; cabe destacar que esta variacin de debe a variaciones de presin y temperatura del ambiente.Se puedo cumplir con el objetivo de hallar la difusividad experimentalmente de la difusin del azcar en la leche con caf7. BIBLIOGRAFIA: Manual de propiedades termo fsicas de fluidos y solidos de ingeniera (Ing. Manuel Acosta Caldern- Ing. Marleni Gonzales Iquira) Fenmenos de transferencia I II (Ing. Manuel Acosta Caldern)

ANEXOSTABLA N1 VAPOR SATURADO DE AGUA

TABLA N2 CONSTANTES DE FUERZA DE LENNARD- JONES

TABLA N3 CONSTANTES DE FUERZA DE LENNARD- JONES

TABLA N 4 COEFICIENTE DE DIFUSION DE GASES:

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTNFACULTAD DE INGENIERA DE PROCESOS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA QUMICAASIGNATURA: OPERACIONES UNITARIAS IILABORATORIO N1: COEFICIENTE DE DIFUSIONTURNO: MARTES 13-15 horasDOCENTE: ING. MARLENI GONZALESINTEGRANTES: SAAVEDRA FLORES LUIS LAZARO SORIA SAMUEL CHAMBI PORTILLA BERTHA ANCO ASTOQUILCA RAFAELAREQUIPA- 2014