Difusion de Benceno

 

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FENÓMENOS DE TRANSPORTE PR0401 Derrame de un líquido en una superficie (difusión de benceno)

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PR0401 Derrame de un líquido en una superficie (difusión de benceno) 

Enunciado

 Se ha producido un derrame de benceno sobre una superficie, quedando una lámina de 0,26 m2 de la que se evaporan 4,8 gramos de benceno en 2 horas. En el proceso de transferencia de materia por difusión, desde la lámina de benceno hasta el aire que lo rodea, se acepta que el aire está en perfecta calma, calma, que ambas fases se hallan a 20ºC y como modelo del proceso una lámina de aire ai re,, un uno o de cu cuya yass ca cara rass es está tá en eq equi uililibr brio io co con n el be benc ncen eno o derramado y la otra es aire con trazas de benceno. Tomando Tomando como base de cálculo cálculo 100 kg kg de alimentac alimentación, ión, estím estímese: ese: 





  La co conce ncentr ntraci ación ón de ben bencen ceno o en el el ai aire re   La distancia de difusión del benceno; es decir, el espesor de la lámina.

DATOS: 



  El coeficiente de difusión de benceno en aire es 0,8810-5m2/s,   presió presión n de vapor del bence benceno no a 20ºC es 20 203mmHg 3mmHg

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PR0401 Derrame de un líquido en una superficie (difusión de benceno)

Aire Espesor Benceno -Aire (g)

Planteamiento

Benceno (l)



 Difusión unimolecular:   =

 1 −       1 − 

shutterstock

3

 

Cálculo gaseosa:de la composición de la fase *Se acepta comportamiento Gas Ideal:

PV= nRT

Concentración de benceno difundido a la fase gas

n bz



  



 Concentración,  Concentr ación, como frac fracción ción molar molar,, de bence benceno no en aire: 

 [bz] = 41, 41,6 6 mol mol/m /m3



  En el equilibri equilibrio o se cumple: cumple: (Ptotal)(Yben bencen ceno o fas fasee gas)=(Pvapor benceno)(xbenceno fase líquida) 

  Ybenceno= 0, 0,26 2677

4

 

Difusión de benceno: 

  Flujo de benceno por área y tiempo:   ) 4,8  78( 78(      = 3,2 3,28 8 · 10 1 0   =   0,26  2 ∗ 3600 3600( ())

Solución

Cálculo de la distnacia: 

 Difusión unimolecular:  1 −       1 −  1 − 0,2 0,267 67 0,88·10 ( /s)      41,6 (mol/m3) 3,28 3,2 8 · 10 (  ) = 1   

  =



  Por lo lo que el esp espesor esor es: 

  L=0,347m 5