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Universidad Abierta y a Distancia de México

Karen Reyes Villarreal Matrícula: AS162015211 Materia: Fenómenos de transporte Carrera: Ing. en Biotecnología Actividad: Autorreflexiones Fecha de elaboración: 18 de noviembre de 2018

2. Contestar las siguientes preguntas: a. Definir que es la transferencia de masa La transferencia de masa sucede cuando se realiza un cambio en la composición de soluciones y mezclas mediante métodos que no impliquen una reacción química y se caracteriza por transferir una sustancia a otra a escala molecular. Al poner en contacto dos fases que tienen diferente composición, la sustancia que se difunde abandona el lugar de una región de mayor concentración al de baja concentración. Estos procesos de transferencia de masa son muy importantes ya que son la base de los procesos de separación como la destilación, absorción, extracción líquido-líquido, adsorción, etc. Los flujos de masa se mueven a favor del gradiente de concentración, moviéndose del mayor al menor, hasta que el sistema alcance el equilibrio. La fuerza impulsora consiste en la diferencia de la concentración, que viaja, como ya estipulamos, de mayor a menor. Existen dos modos de transferencia de masa: molecular y convectivo. En la molecular, la masa puede transferirse por medio del movimiento molecular azaroso de los fluidos, debido a la diferencia de concentraciones. Puede suceder con fluidos estancados o en movimiento. En el caso de la transferencia convectiva, la masa se transfiere gracias al movimiento global del fluido. Puede ser de forma laminar o turbulento. Esto se ve definido por la densidad, viscosidad, etc. El proceso de transferencia de masa, al igual que la transferencia de calor y de momentum están caracterizados por el mismo tipo de ecuación, que es la Ley de Fick, la cual ampliamente vimos durante la unidad. b. Investigar las Leyes Físicas y Químicas que están involucradas en la transferencia de masa. Veamos algunos datos importantes acerca de las operaciones básicas, y cómo estas pueden ser: Según la reestructuración de los enlaces: Químicas: si existe reestructuración de enlaces intramoleculares (reacción química), o excepcionalmente intermoleculares (reacciones de transposición, isomerización, etc.). Físicas: si solamente existe reestructuración de enlaces intermoleculares (cambio de fase, desplazamiento, etc.).

Según la variación en el tiempo: Estacionarias: son aquellas operaciones en las que las propiedades del sistema no se modifican con el tiempo. No estacionarias: son aquellas operaciones en las que las propiedades del sistema sufren variación en el tiempo de manera continua o discontinua. Ahora veamos algunas leyes implicadas en la transferencia de masa: •

 La Ley de Newton de la viscosidad relaciona la fuerza de rozamiento entre las láminas del fluido y el gradiente de velocidad.

•

La ley de Fick establece que el flujo difusivo molecular de una sustancia A, a través de una mezcla de A y B viene dado por la expresión:

Donde: NA = flujo difusivo molecular, (kg de A /(m2.s) DAB = difusividad de A a través de una mezcla de A y B (m2/s) = gradiente de concentración másica de A (kg de A/(m3.m). En el caso de las curvas de destilación: Para representar en un plano el equilibrio líquido/vapor de un sistema de dos componentes, necesitamos fijar una de las tres variables siguientes: presión, temperatura o composición. · Diagramas a temperatura constante: Para el cálculo de la presión de equilibrio de una disolución a una temperatura dada en función de la composición, se emplea la relación conocida como •

Primera Ley de Raoult, que dice que la presión de vapor de un componente en una disolución es igual a la presión de vapor del componente puro por la fracción molar del mismo.

En equilibrio con el líquido se encuentra un vapor cuya presión vendrá dada por: •

La Ley de Dalton que dice que la presión de vapor de un componente de un gas es igual a la presión total de la mezcla gaseosa por la fracción molar de dicho componente en la misma.

Bibliografía •

S/A (2018) Universidad de Sevilla, Operaciones básicas Transferencia de masa, Recuperado el 18 de noviembre de 2018 de: http://ocwus.us.es/arquitectura-e-ingenieria/operacionesbasicas/contenidos1/tema11/pagina_02.htm

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Aznar, A. (2018) Universidad Carlos III de Madrid, Operaciones Básicas, Recuperado el 18 de noviembre de 2018 de: http://ocw.uc3m.es/ingenieria-quimica/quimica-ii/material-declase-1/MC-F-002.pdf