DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE DIFUSIVIDAD DE UNA SOLUCIÓN ELECTROLÍTICA EN AGUA.

Todo sistema tiende a buscar el equilibrio de forma natural, existe un tipo de equilibrio denominado equilibrio químico el cual tiene como objeto de estudio las mezclas. Cuando en una mezcla la concentración de un sustituyente varia en algún punto con respecto a otro se presenta una tendencia natural de transferir materia con el fin de hacer mínima las diferencias de concentración en el sistema, este fenómeno se denomina difusión.

La difusión de las moléculas se ve afectada principalmente por la fluido dinámica del sistema o bien llamado termino de convección. Es importante destacar que la difusión se puede generar mediante gradientes de presión, temperatura, campos eléctricos etc. En el caso de la practica nos centraremos en el gradiente por concentración y para ello se ha establecido una ecuación denominada “ley” de Fick la cual explica el movimiento por difusión de las moléculas en un sistema binario:

J_A=-c*D_AB*∇X_A

J_A : Flujo Difusivo del componente A [mol/(area*tiempo)]

c: Concentracion de la mezcla [mol/volumen]

D_AB: Coeficiente de Difusividad de A con respecto a B [area/tiempo]

X_A: Fraccion molar del componente A

En términos de flujos se puede escribir como:

N_A=J_A+X_A*N

N: Flujo molar total del sistema [mol/(area*tiempo)]

N_A: Flujo molar del componente A [mol/(area*tiempo)]

El calculo del coeficiente de difusión se realiza experimentalmente además de que se han publicado algunas correlaciones para estimarlo en la fase gas con buenas aproximaciones. Sin embargo para los liquidos no se ha propuesto un método completamente satisfactorio en tal caso las teorías del estado liquido son bastante ideales y en ningún caso proporcionan una relación satisfacctoria para el calculo de coeficientes de difusión A falta de una teoría rigurosa para la difusión en liquidos existen algunas aproximadas que permiten tener una nocion del orden de magnitud de los coeficientes que se quieren conocer.

En el caso de la practica, las soluciones de electrolitos se ha trabajado con la teoría de la difusión de sales a bajas concentraciones. En el caso de soluciones diluidas de una sola sal el coeficiente de difusión viene dado por la ecuación de Nerst-Haskell

D_AB^o=RT/F^2 *((n_++n_- ) α_+ α_-)/(n_+ n_- (α_++α_-))

D_AB^o: Coeficiente de difusión del electrolito

R: constante de los gases

F: Constante de Faraday

T: Temperatura del sistema

α_+,α_-: Conductancias ionicas limite [A/〖cm〗^2 cm/V 〖cm〗^3/(eq g)]

n_+,n_-: Valencia del catión y del anion respectivamente

Se puede partir también de la ley de Fick para obtener el coeficiente de difusión en electrolitos, para ello se relaciona la molaridad con la conductividad eléctrica.

M=k/C^m

M: Molaridad de la solucion [mol/volumen]

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