Determinación y análisis del coeficiente de difusividad del NaCl

En este estudio, se determinó el coeficiente de difusividad (ΔAB) del NaCl en solución utilizando dos métodos: el gráfico y la ecuación de Nernst, analizando dos concentraciones diferentes, 1M y 2M. Los valores obtenidos mediante el método gráfico fueron 7.9965 × 10⁻⁹ m²/s para la concentración de 1M y 2.5665 × 10⁻⁹ m²/s para 2M. Por otro lado, la ecuación de Nernst arrojó un valor de 1.6123 × 10⁻⁹ m²/s. La disminución del coeficiente de difusividad con el aumento de la concentración se puede explicar por varios factores. Aunque en soluciones más concentradas el gradiente de concentración puede ser mayor, lo que podría indicar una mayor fuerza impulsora para la difusión, la velocidad de difusión en realidad disminuye. Esto se debe principalmente a la mayor viscosidad del medio y a las interacciones entre las partículas disueltas. En soluciones más concentradas, la diferencia de concentración entre las fases disminuye, lo que reduce la capacidad de difusión. Además, en sistemas con altas concentraciones de soluto, las interacciones entre iones y el aumento de la viscosidad dificultan aún más el movimiento de las partículas, reduciendo la eficiencia del transporte de masa. Este comportamiento es consistente con estudios previos, que indican que la difusividad es mayor en soluciones diluidas debido a la menor interferencia entre las partículas disueltas.

Al comparar los resultados experimentales con los valores de referencia en la literatura, se observa que la difusividad del NaCl en agua a temperatura ambiente se encuentra en un rango de aproximadamente 1.3 × 10⁻⁹ m²/s a 1.6 × 10⁻⁹ m²/s, dependiendo de las condiciones experimentales. El valor obtenido a través de la ecuación de Nernst se encuentra dentro de este rango, mientras que los valores del método gráfico presentan una mayor variabilidad, especialmente para la solución de 1M, que es significativamente más alta. Esta diferencia puede atribuirse a posibles errores en la determinación de la pendiente en la gráfica de conductividad frente al tiempo, variaciones en la temperatura durante el experimento o diferencias en la homogeneidad de la solución.

El método gráfico, al basarse en mediciones experimentales directas, puede estar sujeto a errores derivados de la precisión de los datos obtenidos. Por otro lado, la ecuación de Nernst, al depender de parámetros teóricos y constantes tabuladas, proporciona un resultado más estable. Sin embargo, este último método no toma en cuenta efectos específicos de la solución utilizada, como las interacciones intermoleculares no ideales que pueden influir en la difusión de los iones. En general, los resultados obtenidos reflejan la tendencia esperada de la difusividad en función de la concentración, lo que permite evaluar la confiabilidad de cada uno de los métodos utilizados para determinar el coeficiente de difusión del NaCl en solución acuosa.

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