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Título de Acceso Abierto
Estudio de la transferencia de masa por difusión a través de medios porosos
María Elda Lago Ursula Böhm de Bordenave
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Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
Se efectúa un estudio bibliográfico y de él surge la evidencia de que los trabajos realizados en este tema son algunos de tipo empírico y los más postulan modelos para sistemas porosos determinados que son o escasamente generalizados de aplicacion limitada o bien puramente analíticos. Por ello se busca la realizacion de un modelo teórico general aplicado a sistemas electroquímicos que responda al arreglo experimental más frecuente. El presente trabajo consta fundamentalmente de dos partes, una teórica y otra experinental. En la primera se realiza un análisis teórico del proceso difusional. Tomando como base las dos leyes de Fick se llegan a desarrollar tres modelos teóricos, siendo el tercero el más general en el cual quedan incluídos los otros dos. El fenómeno que se considera es una difusión unidireccional a través de uno y dos medios porosos sucesivos, pudiéndose extender el tercer modelo a tres medios de porosidades diferentes. Se deducen ecuaciones adimensionales que luego son graficadas, obteniéndose perfiles de concentración dentro del sólido poroso, y curvas de procesos difusionales donde entran en juego más de dos medios de distinta porosidad, que pueden aplicarse a cualquier fenómeno de transferencia. Se preveen dos métodos para la determinación de la porosidad (ε), tortuosidad (ζ), y difusividad efectiva (De), del material poroso utilizado. La segunda sección esencialmente experimental se realiza a fin de comprobar el cumplimiento del desarrollo teórico. En celdas electrolíticas construídas ad-hoc para los sistemas ensayados (Fe(CN)6K3-Fe(CN)6K4/HONa; SO4Cu/SO4H2; SO4Cu/Glicerina/SO4H2), se efectúa un estudio con placas modelo poniendo en juego las principales variables del proceso (Sistema, concentración, espesor de placa y diámetro de poro). Previamente se determinaron curvas de polarización en las condiciones de trabajo, para ubicar con precisión al "plateau" de corriente límite. Mediante un programa estadístico se analiza la influencia relativa de aquellas variables involucradas en el proceso y las condiciones óptimas para aplicar el método de menor error a diafragmas y lechos porosos. Se llega a las siguientes conclusiones: 1.- El mecanismo difusional se manifiesta como lo expresa el tercer modelo teórico. 2.- La porosidad (ε), turtuosidad (ζ), y difusividad efectiva (De), de diafragmas y lechos porosos, se pueden determinar simultaneamente en corto tiempo, por una técnica electroquímica, con los métodos desarrollados en el análisis teórico. 3.- Ninguna de las variables principales que intervienen en el proceso difusional tienen influencia sobre las condiciones óptimas a utilizar en los métodos presentados. 4.- El error en la determinacion es inferior al ±1%. 5.- Restricciones: a) El hecho de utilizar un método electroquímico limita los materiales a ensayar al grupo de los no-conductores. b) Las placas o diafragmas porosos utilizados deben apoyar perfectamente sobre el electrodo, requisito que indica sean placas planas (geometría utilizada en el tercer modelo). c) El diámetro de poro de las pastillas no debe ser tan pequeño como para dar lugar a difusividades peliculares medibles. El estudio realizado sobre la difusión y los métodos desarrollados para la determinación de ε, ζ y De se aplicaron a 7 diafragmas de vidrio y 3 lechos de esferas de vidrio. Se superponen a las curvas teóricas adimensionales las experimentales obtenidas con los diafragmas y lechos porosos observándose el cumplimiento del modelo teórico. Los datos de ε de los diafragmas, obtenidos por la técnica electroquímica, se comparan con la porosidad determinada según el método de imbibición con agua y en el caso de los lechos se hace la comparación con porosidades obtenidas por pesada. Las tortuosidades de los diafragmas se cotejan con las halladas por conductividad. Se realiza un nexo entre los autores que utilizan la terminología "Capa de Difusión" y el presente trabajo. Finalmente se ensaya con tres medios sucesivos para corroborar la extensión que es posible efectuar en el tercer modelo presentado. El haberlo confirmado de manera experimental, siendo posible abarcar casos que van desde un medio semiinfinito hasta 'sistemas sandwich' y extenderlo a tres medios sucesivos de porosidades diferentes, reitera su generalidad y permite aceptar como válidos los "Métodos para la determinación de ε, ζ y De", que de él se deducen.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
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Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
|---|---|---|---|---|
| No requiere | 1969 | Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) |
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Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
1969
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