Tecnológico Nacional de México

Instituto Tecnológico de Mexicali

Materia: Laboratorio Integral I

Profesor: Rivera Pasos Norman Edilberto

Práctica # 8: Ley de Fick.

Integrantes:

Gamboa Coronel Joel

Espinoza García Jorge Armando

Medina Padilla Sarah Elizabeth

Sandoval Hernández Diana

Carrera: Ing. Química

Mexicali B.C. A 07 de Abril del 2017.

Título: Ley de Fick.

Objetivo: Obtener el coeficiente de difusividad.

Objetivos específicos:

Medir el tiempo que tarda en difundirse el soluto en el solvente. Medir el área transversal del tubo de ensayo Medir la masa del soluto Medir la densidad del soluto Medir una distancia que recorra el soluto

Marco teórico.

Difusividad

En situaciones en las que existen gradientes de concentración de una sustancia, o de temperatura; se produce un flujo de partículas o de calor, tiende a homogeneizar la disolución y uniformizar la concentración o la temperatura. El flujo homogeneizador es una consecuencia estadística del movimiento azaroso de las partículas que da lugar al segundo principio de la termodinámica, conocido también como movimiento térmico casual de las partículas. Es así como los procesos físicos de difusión pueden ser vistos como procesos físicos o termodinámicos irreversibles.

Durante la difusión hay varios factores que afectan el flujo de los átomos como se muestra a continuación.

El gradiente de concentración muestra la forma en que la composición del material varía con la distancia; ∆c es la diferencia de concentración a lo largo de una distancia ∆x. El gradiente de concentración puede crearse al poner en contacto dos materiales de composición distinta cuando un gas o un líquido entra en contacto con un material sólido.

Supongamos dos recipientes que contienen una mezcla de dos sustancias (j y k) con distinta concentración a la misma presión (P) y temperatura (T) separados por una pared impermeable

Al descenso espontáneo de las diferencias de concentración se le denomina difusión.

Perfil de concentración de una de las sustancias

La difusión es pues un movimiento macroscópico de los componentes del sistema debido a diferencias (o gradiente) de concentración. En el sistema que hemos propuesto esta difusión desaparece cuando las diferencias de concentración se anula.

APLICACIONES

En las membranas celulares La membrana celular, en general, se encuentra constituida por fosfolípidos, los cuales están formados por una cabeza polar hidrofílica (fosfato cargado eléctricamente) y dos colas apolares e hidrofóbicas (ácidos grasos). De acuerdo con las propiedades de los fosfolípidos, estos se organizan formando una bicapa lípidica, la cual se constituye en una barrera de protección y proceso de intercambio de sustancias con el medio externo.

La membrana celular limita el intercambio de moléculas o sustancias, puesto que presenta una permeabilidad selectiva que interviene en los procesos de transporte, los cuales pueden ser de carácter activo o pasivo. Dentro del transporte pasivo se encuentra el paso de moléculas por difusión simple y facilitada (canales o poros), que se da debido a la diferencia de concentraciones en el interior y exterior de la membrana, generando un gradiente de concentración proporcional al flujo neto, razón por la cual no requiere energía adicional.

El transporte activo, a diferencia del pasivo, se presenta a través de transportadores, los cuales requieren de energía para transportar moléculas a través de la membrana aún en contra del gradiente de concentración, un ejemplo de ello, son las proteínas que hacen parte de las membranas celulares, estas utilizan la energía proporcionada por el ATP o por los carbohidratos de la membrana para transportar moléculas.

Farmacocinética es la rama de la farmacología que estudia los procesos a los que un fármaco es sometido a través de su paso por el organismo. Trata de dilucidar qué sucede con un fármaco desde el momento en el que es administrado hasta su total eliminación del cuerpo.

Materiales.

1 tubo de ensayo Gradilla Jeringa

2 vasos de precipitado de 250 ml Pizeta Termómetro Cronómetro

Reactivos.

Agua destilada (solvente) Agua oxigenada Vinagre Colorante vegetal

Procedimiento.

1. Tomar las medidas del tubo de ensayo 2. Medir la temperatura delas sustancias a utilizar 3. Colocar las sustancias a utilizar en un vaso de precipitado y colorearlas

Prueba

4. Llenar hasta la marca el tubo de ensayo de agua destilada5. Llenar la jeringa con la sustancia a diluir 6. Colocar en posición las jeringa en la boca del tubo de ensayo 7. Soltar la gota8. Cronometrar el tiempo en que tarda en difundirse a la línea marcada 9. Repetir los pasos del 4 al 8 para cada sustancia

Cálculos y resultados.

Viernes 31 de abril

Sustancia Temperatura r tiempos tiempo prom Diametro Diametro soluto3.012.833.68

Internet

0.0003125H2O2 1400 3.1733 0.00143

Masa soluto Area transversal z2 z1 D0 0.052.18379E-08 1.5303E-070.003528384

Martes 4 de abril

Sustancia Temperatura r tiempos tiempo prom Diametro Diametro soluto3.614.605.319.748.318.73

H2O2 26 1007 4.5067 0.00143

Vinagre 26 1033.8 8.9267 0.00143 0.00031

0.00031

Análisis:

Para realizar esta práctica se utilizó una jeringa agregando una gota de soluto en el solvente, se hicieron varias pruebas en la primera se utilizó metanol con colorante vegetal en agua destilada pero debido a las densidades de las sustancias y la forma del recipiente utilizado (tubo de ensayo) la difusividad no pudo darse en la forma esperada. En la segunda prueba se utilizó peróxido de hidrogeno en agua destilada y con este soluto se logró obtener datos medibles.

Masa soluto Area transversal z2 z1 D0.05 1.07755E-07

1.61258E-08 0.003528384 0 0.05 5.44004E-08

1.57077E-08 0.003528384 0

En la segunda vez que se realizó la practica el procedimiento fue el mismo solo que esta vez agregamos el soluto de vinagre.

Conclusión.

En los resultados se puede ver que el coeficiente de difusividad del peróxido de hidrogeno en la primera y segunda vez que se realizaron son muy parecidos. Y en cuanto al coeficiente de difusividad del vinagre (ácido acético) se compararon con la bibliografía pero los resultados varían ya que el ácido acético esta diluido al 30 % en el vinagre y tuvo una temperatura de 26 ˚ C por lo que la difusividad fue de 5.44004E-08 y en la bibliografía es de 0.82E-09 a una temperatura de 12 .5 ˚ C.

También se puede concluir que la forma del recipiente afecta considerablemente en la difusividad de una sustancia esto debido a la diferencia de densidades.

Bibliografía.

Bird, W. (2013). Fenómenos de transporte (2 da. Ed.). México: Limusa.

Treybal, R. (1998). Operaciones de transferencia de masa (2 da. Ed.). México: McGraw-Hill

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/transporte/difusion/difusion.htm