Práctica No.6

“Ley de Fick”

Objetivo

Calcular la constante de difusión para diferentes compuestos mediante la experimentación

en el laboratorio.

Marco Teórico

La ley de Fick describe diversos casos de difusión en un sistema que inicialmente no está

en equilibrio. Esta ley menciona que el flujo difusivo que atraviesa una superficie es

proporcional al gradiente de concentración. La primera “Ley de Fick de la difusión”

establece que una especie se mueve con relación a la mezcla en la dirección decreciente de

la fracción molar de la misma especie, es decir, en esta ecuación se menciona el

movimiento que los átomos tienen de una concentración alta hacia una baja, el cual es

indicado mediante el signo negativo. La difusividad se define como:

El coeficiente de difusividades se define con unidades de . Las difusividades de

gases a baja densidad son casi independientes de la composición, aumentan con la

temperatura, y disminuyen con la presión.

Materiales y Reactivos

Materiales:

Sección de tubería

Soporte Universal (3)

Pinzas para soporte universal (3)

Secadora

Tubo capilar

Cronómetro

Reactivos:

Alcohol Etílico

Acetona

Procedimiento

Se establece la sección de tubería a la altura deseada usando las pinzas y soporte

universal.

Se establece la secadora a la misma altura de la sección de tubería.

Se toma el reactivo en un tubo capilar.

Se mide la distancia que tiene el reactivo dentro de este.

Se pone un poco al final de la sección de tubería.

Se mide la diferencia de longitud que hay en el tubo capilar.

Se enciende la secadora.

Se mide el tiempo en el que se difunde el reactivo en el aire.

Cálculos y Resultados

De la ecuación

Dónde se define con unidades de , entonces

Igualando estas dos ecuaciones, se tiene:

Despejando D:

Si , sustituyendo V en la ecuación:

En la siguiente tabla se muestran valores para el coeficiente de difusión de diferentes

componentes, las cuales se muestran a una temperatura en grados kelvin.

En la tabla se muestran los resultados obtenidos para D de la práctica mediante la ecuación

obtenida a una temperatura de 48ºC o 321K. Las medidas para D en la tabla se tienen en

metros, para poder comparar fácilmente con la tabla anterior.

Tiempo (s)

Alcohol 1.2 7.89

0.8 4

Acetona 3.5 20.72

2.9 68

Conclusión

Durante la práctica se realizó un orificio en la sección de tubería cerca de la entrada de aire,

donde se insertó el tubo capilar con el líquido dentro de él, pero se observó que el líquido se

movía hacia el otro extremo. Si este extremo se cerraba, la duración del tiempo de difusión

del fluido era muy larga, por lo tanto daba un valor mucho menor. Después de esto, se

decidió hacer de la manera propuesta en esta práctica.

Los valores obtenidos durante la práctica son mayores a los que se tienen en la tabla, esto

está bien, ya que como se mencionó anteriormente, la difusión aumenta con la temperatura.

En la tabla de valores se mostraban temperaturas de 0 y 25ºC, mientras la temperatura que

se utilizó en esta práctica era de 48ºC.

Referencias

Bird, R. B., Stewart, W. E., & Lightfoot, E. N. (1982). Fenómenos de Transporte.

Barcelona: Reverté.

Procesos Bio. (s.f.). Obtenido de https://procesosbio.wikispaces.com/Difusi%C3%B3n