La difusividad o coeficiente de difusión D es una propiedad del sistema que depende de la temperatura, presión y naturaleza de los con ponentes.

Algunos valores de difusivídad de gases se presentan a continuación:

Tabla 1 : Difusividad de gases a presión atmosférica

Sistema Temperatura 'C Difusividad /sH2 - CH4 0 0,62502 - N2 0 0,181CO - 02 0 01,185C02 – 02 0 0,139

aire - 0 01,198

aire - 25,954,0

0,2580,305

aire - etanol 0 0,102

aire n butanol25,959,0

0,0970,104

aire - acetato de etilo 25,959, 0

0,0870,106

aire - anilina25,959,0

0,0740,090

aire - clorobenceno25,959,0

0,0740,090

aire - tolueno25,959,0

0,0860,092

Si no hay datos experimentales se puede calcular la difusívidad en base a la teoría cinética de los gases.

Para ello Wilke-Lee dedujo la relación siguiente, que re puede aplicar a mezclas de gases no polares o mezclas de gas .polar con- nopolar.

donde:

: difusividad, /s

T : temperatura absoluta, 'K

: pesos moleculares de A y B

: presión absoluta! atas.

: separación molecular de colisión, A'

= energía de interacción molecular, ergs.

K = constante de Boltzmann.

Los valores de r y ' se encuentran en la Tabla 2 o sino se pueden calcular a partir de otras propiedades de los gases, tal como la viscosidad.

Tabla 2 : Constante de fuerza de los gases a parftír de su viscosidad

Gas /k,*k r,A*

aire 97,0 3,61733,3 2,968

91,46 3,681

190 3,996

220 3,879

NO 119 3,470

136,5 3,882

113, 2 3,433

CO 110,3 3,590Ar 124,0 3,418Ne 35, 7 2980He 6,03 2,70

También se pueden calcular, empleando:

en que:

v : volumen molal del liquido a su temperatura normal de ebullición /g-mol (Ver Tabla 3)

: temperatura normal de ebullición, 'K

para utilizar la Tabla 39 se suman las contribuciones de los átomos constituyentes así para el tolueno:

La difusión a través de aire, cuando los constituyentes del aire permanecen en proporción fija, se considera como si el aire fuera una sustancia única.

Tabla 3 : Volúmenes moleculares y atómicos

Volumen atómico Volumen molecular

Carbón 14,8 14,3

Hidrógeno 3,7 25,6

Cloro 24, 6 31, 2

Bromo 27,0 aire 29,9Yodo 37,0 CO 30,7Azufre 25 , 6 34,0

Nitrógeno 15,6 44,8

Nitrógeno en aminas primarias 10,5 NO 23,6

Nitrógeno en aminas secundarias 12,0 36,4

Oxigeno 7,4 25,8

Oxigeno en esteres metílicos 9,1 18,9

Oxigeno en esteres superiores 11,0 32,9

Oxígeno en ácidos 12,0 COS 51,5

Oxigeno en esteres metilicos 9,1 48,4

Oxigeno esteressuperiores 11,0 53,2

Anillo bencénico 15,0

Anillo naftalénico 3 0,0 71,5

Ejemplos calcular la difusividad de vapor de etanol (A), a través de aire (B) a 1 atm y 0*C.

Solución:

T = 273` K

= u 1 aten

= 46,07

= 29

de la Tabla 2, para aire se tiene:

De la tabla 3, se tiene

El punto normal de ebullición es

de La figura 1

el valor de la tabla es 0,102 /s

La difusión se puede calcular empleando

en que

: densidad de la solución.

M : peso molecular de la solución

Hay: que establecer el valor de

para los casos mas corrientes:

1) difusión en estado estacionario de A a través de B y B no difunde

luego = cte ,

en que

2) contradifusión equimolal estacionario

Luego

Ejemplo: calcular la velocidad de difusión de ácido acético (A) a través de una película de solución acuosa, que no difunde (B), de 0,1 cm de grosor, a 17% las concentraciones de ambos lados de la película son respectivamente 9 y 31 96 en peso de ácido. La difusividad del

acético en la solución es 0,95 ( /s

Solución:

Se aplica :

en que:

además

0, 0288 fraccíón molar de Ácido acético.

fracción molar de agua

análogamente la densidad de la solución al 31% es 1,0032 g / y

La difusixidad de líquidos se presenta en la Tabla 4.

Tabla 4 : Difusividad de liquidos

Soluto Solvente Temp.CConcentraciónde solutog

mol/1.

agua 16 0,12 1, 26

HC1 agua 0 9 2,17

2 1,8

10 9 3,3

2,5 2,5

16 0,5 2,44

agua 5 3,5 1,24

15 1,0 1,77

agua 10 0 1,46

20 0 1, 77

Nacl agua 18 0, 05 1, 26

0, 2 1, 21

1, 0 1, 24

3 , 0 1, 36

5,4 1, 54

Metanol agua 15 0 1,28Acético agua 12,5 1,0 0,82

0,0 1 0, 91

18,0 1,0 0, 96

Etanol agua 10 3,75 O,50

0,05 0,83

16 2,0 0,90

n-butanol agua 15 0 0,77

etanol 17 0 3,2

Cloroformo etanol 20 2, 0 1,25

Se pueden predecir valores de difusividad empleando la relación de Wilke y Chang para soluciones diluidas de

no-electrolitos.

en que:

: difusividad de A en soluciones diluidas en solvente B, /s

: peso molecular del solvente

T : temperatura, 'K

: viscosidad de la solución, c p

: volumen molal de soluto en condiciones normales, /gmol

: 75,6 para aqua, como soluto

: factor de asociación para el solvente

: 2,6 para agua como solvente

:1,9 para metanol como solvente

: 1,5 para etanol como solvente

:1,0 para solventes no asociados como benceno y éter etílico